KR101750345B1 - Wireless power transfer method, apparatus and system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 무선 전력 전송분야에서, 무선 전력 전송방법, 무선 전력 전송장치 및 무선 충전 시스템에 관한 것으로, 복수의 슬롯을 이용하여, 무선전력 전송장치와 통신을 수행하는 무선전력 수신장치의 통신방법에 있어서, 상기 복수의 슬롯 중 어느 하나의 슬롯 내에서, 상기 무선전력 전송장치에 제어 정보(control information)를 전송하는 단계와 상기 제어 정보에 대한 응답으로, 상기 무선전력 전송장치로부터 ACK 신호를 수신하는 단계와 및 상기 어느 하나의 슬롯을 이용하여, 상기 무선전력 전송장치와 통신을 수행하는 단계를 포함하며, 상기 ACK 신호가 수신되면, 상기 복수의 슬롯 중 상기 어느 하나의 슬롯의 위치를 결정하는 단계와 상기 어느 하나의 슬롯의 위치는 상기 복수의 슬롯 중 상기 어느 하나의 슬롯 이후에 존재하는 나머지 슬롯들의 카운팅을 통하여 결정되는 것을 특징으로 한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wireless power transmission method, a wireless power transmission apparatus, and a wireless charging system in the field of wireless power transmission, and more particularly to a communication method of a wireless power reception apparatus performing communication with a wireless power transmission apparatus using a plurality of slots Transmitting control information to the wireless power transmission apparatus in any one of the plurality of slots and receiving an ACK signal from the wireless power transmission apparatus in response to the control information And performing communication with the wireless power transmission apparatus using any one of the slots, wherein when the ACK signal is received, determining a position of one of the plurality of slots And the position of any one of the plurality of slots is determined by counting the remaining slots existing after any one of the plurality of slots A characterized in that it is determined through.
Description
본 발명은 무선 전력 전송분야에서, 무선 전력 전송방법, 무선 전력 전송장치 및 무선 충전 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless power transmission method, a wireless power transmission device and a wireless charging system in the field of wireless power transmission.
전통적으로 무선 전력 수신장치들에게 유선으로 전기 에너지를 공급하는 방법 대신에, 최근에는 접촉 없이 무선으로 전기 에너지를 공급하는 방법이 사용된다. 무선으로 에너지를 수신하는 무선 전력 수신장치는 상기 수신된 무선 전력에 의하여 직접 구동되거나, 상기 수신된 무선 전력을 이용하여 배터리를 충전하고 상기 충전된 전력에 의하여 구동될 수 있다.[0002] Instead of a method of supplying electrical energy to a wireless power receiving apparatus by wire, a method of wirelessly supplying electric energy without contact has been used. A wireless power receiving apparatus that receives energy wirelessly may be driven directly by the received wireless power, or may be powered by the charged power by charging the battery using the received wireless power.
상기 무선 전력을 전송하는 무선 전력 전송장치와 무선 전력을 수신하는 무선 전력 수신장치 간에 원활한 무선 전력을 전송하기 위하여, 무선 전력의 전송과 관련된 기술의 규격화(즉, 표준화)가 진행되고 있다. In order to transmit smooth wireless power between the wireless power transmission apparatus for transmitting the wireless power and the wireless power reception apparatus for receiving wireless power, standardization (i.e., standardization) of technology related to transmission of wireless power is underway.
상기 무선 전력의 전송과 관련된 기술의 표준화의 일환으로, 자기 유도 방식의 무선 전력 전송에 대한 기술을 다루는 무선 전력 협의체(Wireless Power Consortium)는 2010년 4월 12일에 무선 전력 전송에서의 호환성(interoperability)에 대한 "무선 전력 전송 시스템 설명서, 제1권, 저전력, 파트 1: 인터페이스 정의, 버전 1.00 RC1(System Description Wireless Power Transfer, Volume 1, Low Power, Part 1: Interface Definition, Version 1.00 Release Candidate 1)" 표준 문서를 공개하였다. As part of the standardization of the technology relating to the transmission of the above-mentioned wireless power, the Wireless Power Consortium, which deals with the technology for the wireless power transmission of the self-induction type, announced on April 12, 2010 that the interoperability "1. Description, Version 1.00
한편, 또 다른 기술표준협의체인 파워매터스얼라이언스(Power Matters Alliance)는 2012년 3월 설립되어, 인터페이스 표준의 제품군을 발전시키고, 유도 공진 전력을 제공하기 위하여 유도 결합 기술을 기반으로 한 표준 문서를 공개하였다.Meanwhile, Power Matters Alliance, another technical standards body, was established in March 2012 to develop a family of interface standards and to release standard documents based on inductive coupling technology to provide inductive resonant power. Respectively.
상기와 같은 전자기유도를 이용한 무선 충전 방식은 우리 생활에서 이미 자주 접하고 있다. 예를 들어, 전동 칫솔, 무선커피포트 등에서 상용화되어 활용되고 있다. The wireless charging method using electromagnetic induction as described above is already frequently encountered in our lives. For example, electric toothbrushes, wireless coffee pots, and the like.
한편, WPC 표준에서는 무선 전력 전송 장치와 무선 전력 수신 장치 사이에 통신을 수행하는 방법에 대하여 규정하고 있다. 현재, WPC 표준에서 규정하고 있는 통신 방식은 일대일 통신 방식으로, 하나의 무선 전력 전송장치와 하나의 무선 전력 수신장치가 통신을 수행하는 방식에 대하여 개시하고 있다. Meanwhile, the WPC standard specifies a method of performing communication between a wireless power transmission apparatus and a wireless power reception apparatus. Currently, the communication method defined by the WPC standard is a one-to-one communication method, and discloses a manner in which one wireless power transmission device and one wireless power receiving device perform communication.
이에, 본 발명에서는, 일대일 통신 방식 뿐만 아니라, 다수의 무선 전력 수신장치와 통신을 수행하는 무선 전력 전송장치의 통신방법을 제공한다.Accordingly, the present invention provides a communication method of a wireless power transmission apparatus that performs communication with a plurality of wireless power receiving apparatuses as well as a one-to-one communication method.
본 발명은, 하나의 무선 전력 전송장치가 다수의 무선 전력 수신장치와 통신을 수행하는 경우, 상기 무선 전력 전송장치에 수신된 정보가 어느 무선 전력 수신장치로부터 수신되었는지 여부를 판단할 수 있는 방법을 제공하는 것을 일 목적으로 한다. The present invention relates to a method for determining whether or not information received at a wireless power transmission apparatus is received from a wireless power reception apparatus when one wireless power transmission apparatus performs communication with a plurality of wireless power reception apparatuses The purpose is to provide.
복수의 슬롯을 이용하여, 무선전력 전송장치와 통신을 수행하는 무선전력 수신장치의 통신방법에 있어서, 상기 복수의 슬롯 중 어느 하나의 슬롯 내에서, 상기 무선전력 전송장치에 제어 정보(control information)를 전송하는 단계와 상기 제어 정보에 대한 응답으로, 상기 무선전력 전송장치로부터 ACK 신호를 수신하는 단계와 상기 ACK 신호가 수신되면, 상기 복수의 슬롯 중 상기 어느 하나의 슬롯의 위치를 결정하는 단계 및 상기 어느 하나의 슬롯을 이용하여, 상기 무선전력 전송장치와 통신을 수행하는 단계를 포함하며, 상기 어느 하나의 슬롯의 위치는 상기 복수의 슬롯 중 상기 어느 하나의 슬롯 이후에 존재하는 나머지 슬롯들의 카운팅을 통하여 결정되는 것을 특징으로 한다. A communication method of a wireless power receiving apparatus for performing communication with a wireless power transmission apparatus using a plurality of slots, the method comprising: transmitting control information to the wireless power transmission apparatus in any one of the plurality of slots, Receiving an ACK signal from the wireless power transmission apparatus in response to the control information and determining the position of the one of the plurality of slots when the ACK signal is received; And performing communication with the wireless power transmission apparatus using any one of the slots, wherein the position of any one of the slots is determined by counting remaining slots existing after any one of the plurality of slots As shown in FIG.
일 실시 예에 있어서, 상기 나머지 슬롯들은 상기 복수의 슬롯에 연계된 싱크 패턴을 이용하여 카운팅되는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the remaining slots are counted using a sync pattern associated with the plurality of slots.
일 실시 예에 있어서, 상기 싱크 패턴은 상기 무선 전력 전송장치로부터 전송되는 무선 전력 신호인 것을 특징으로 한다. In one embodiment, the sink pattern is a wireless power signal transmitted from the wireless power transmission apparatus.
일 실시 예에 있어서, 상기 싱크 패턴은, 상기 복수의 슬롯의 시작 위치에 존재하며, 상기 복수의 슬롯의 시작을 나타내는 제1싱크 패턴 및 상기 복수의 슬롯 중 연속하는 두 개의 슬롯들 사이에 존재하며, 상기 연속하는 두 개의 슬롯들과 관련된 정보를 나타내는 제2싱크 패턴을 포함하고, 상기 어느 하나의 슬롯의 위치는, 상기 ACK 신호를 수신한 후부터 상기 무선전력 수신장치에 상기 제1싱크 패턴이 수신되기 전까지, 상기 무선전력 수신장치에 수신된 제2싱크 패턴의 수를 카운팅함으로써, 결정되는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the sync pattern is present at a start position of the plurality of slots, and is present between a first sync pattern indicating the start of the plurality of slots and two successive ones of the plurality of slots And a second sync pattern indicating information related to the two consecutive slots, wherein the position of any one of the slots is determined such that after the ACK signal is received, the first sync pattern is received By counting the number of second sync patterns received by the wireless power receiving apparatus before the reception of the second synchronization pattern.
일 실시 예에 있어서, 상기 복수의 슬롯에는, 상기 복수의 슬롯의 시작 위치에 존재하며, 상기 복수의 슬롯의 시작을 알리는 싱크 패턴이 포함되고, 상기 나머지 슬롯들은 상기 ACK 신호를 수신한 시점 이후부터, 상기 싱크 패턴을 수신한 시점 이전까지의 시간 간격을 이용하여 카운팅되는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the plurality of slots include a sync pattern present at a start position of the plurality of slots and indicating the start of the plurality of slots, and the remaining slots are allocated to the plurality of slots after the reception of the ACK signal And a time interval before the reception of the sync pattern is counted.
일 실시 예에 있어서, 상기 복수의 슬롯을 구성하는 각각의 슬롯들은, 동일한 시간 간격을 가지는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, each of the slots constituting the plurality of slots has the same time interval.
일 실시 예에 있어서, 상기 무선전력 전송장치와 통신을 수행하는 단계에서는, 상기 어느 하나의 슬롯의 위치에 기초하여, 상기 싱크 패턴을 수신한 시점 이후부터 상기 어느 하나의 슬롯이 제공되는 시점 이전까지의 시간 간격을 계산하여 통신을 수행하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, in the step of performing communication with the wireless power transmission apparatus, based on the position of any one of the slots, from a point of time after receiving the sync pattern until a point of time when any slot is provided And performs communication by calculating a time interval of the communication.
일 실시 예에 있어서, 상기 싱크 패턴은, 상기 복수의 슬롯 각각이 무선전력 수신장치에 할당 여부를 나타내는 정보를 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the sink pattern includes information indicating whether each of the plurality of slots is allocated to a wireless power receiving apparatus.
일 실시 예에 있어서, 상기 무선전력 전송장치와 통신을 수행하는 단계에서는, 상기 결정된 위치에 근거하여, 상기 복수의 슬롯 중 상기 어느 하나의 슬롯 내에서만, 상기 무선전력 전송장치에게 상기 제어 정보가 전송되는 것을 특징으로 한다. In one embodiment, in the step of performing communication with the wireless power transmission apparatus, based on the determined position, the control information is transmitted to the wireless power transmission apparatus only in the one of the plurality of slots .
일 실시 예에 있어서, 상기 무선전력 전송장치와 통신을 수행하는 단계에서는 상기 복수의 슬롯 중 상기 어느 하나의 슬롯 이외에 나머지 슬롯들 내에서, 상기 무선전력 전송장치에게 상기 제어 정보의 전송이 제한되는 것을 특징으로 한다. In one embodiment, in the step of performing communication with the wireless power transmission apparatus, transmission of the control information to the wireless power transmission apparatus is restricted in remaining slots other than the one of the plurality of slots .
복수의 슬롯을 이용하여, 무선전력 수신장치와 통신을 수행하는 무선전력 전송장치의 통신방법에 있어서, 복수의 슬롯 중 어느 하나의 슬롯 내에서, 상기 무선전력 수신장치로부터, 특정 정보를 수신하는 단계와 상기 특정 정보에 응답하여, 상기 무선전력 수신장치에 ACK 신호를 전송하는 단계와 상기 무선전력 수신장치와 통신을 수행하도록 상기 어느 하나의 슬롯을 상기 무선전력 수신장치에 할당하는 단계와 및 상기 할당된 어느 하나의 슬롯을 이용하여, 상기 무선전력 수신장치와 통신을 수행하는 단계를 포함하며, 상기 어느 하나의 슬롯이 할당되면, 상기 어느 하나의 슬롯의 슬롯 정보를 저장하는 것을 특징으로 한다. A communication method of a wireless power transmission apparatus for performing communication with a wireless power reception apparatus using a plurality of slots, the method comprising: receiving specific information from any one of a plurality of slots from the wireless power reception apparatus And transmitting the ACK signal to the wireless power receiving apparatus in response to the specific information and allocating the one slot to the wireless power receiving apparatus to perform communication with the wireless power receiving apparatus, And performing communication with the wireless power receiving apparatus by using any one of the slots, and when any one of the slots is allocated, the slot information of the one slot is stored.
일 실시 예에 있어서, 상기 어느 하나의 슬롯의 슬롯 정보는, 상기 복수의 슬롯 내에서, 상기 어느 하나의 슬롯의 위치 정보인 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the slot information of any one of the slots is information on the position of any one of the plurality of slots.
일 실시 예에 있어서, 상기 복수의 슬롯의 가장 앞쪽에는, 싱크 패턴이 위치하며, 상기 어느 하나의 슬롯의 위치는, 상기 싱크 패턴의 위치를 기준으로 각 슬롯의 거리인 것을 특징으로 한다.In one embodiment, a sync pattern is located at the front of the plurality of slots, and the position of any one of the slots is a distance of each slot based on the position of the sync pattern.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어 정보는, 상기 제어 오차값 정보 및 전력량 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, the control information includes at least one of the control error value information and the power amount information.
일 실시 예에 있어서, 상기 무선전력 수신장치와 통신을 수행하는 단계에서는, 상기 복수의 슬롯 중 상기 어느 하나의 슬롯 이외에 나머지 슬롯들 내에서, 상기 특정 정보의 수신을 제한하는 것을 특징으로 한다.In one embodiment, in the step of performing communication with the wireless power receiving apparatus, the reception of the specific information is restricted in remaining slots other than the one of the plurality of slots.
이를 통하여, 본 발명은, 하나 또는 그 이상의 무선 전력 수신장치와 통신을 수행하는 무선 전력 전송장치에 있어서, 하나 또는 그 이상의 무선 전력 수신장치 간의 충돌 발생을 감소시킬 수 있다. Thereby, the present invention can reduce the occurrence of a collision between one or more wireless power receiving apparatuses in a wireless power transmission apparatus that performs communication with one or more wireless power receiving apparatuses.
도 1은 본 발명의 실시 예들에 따른 무선 전력 전송장치 및 무선 전력 수신장치를 개념적으로 나타낸 예시도이다.
도 2a 및 2b는 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 무선 전력 전송장치 및 무선 전력 수신장치의 구성을 예시적으로 나타낸 블록도이다.
도 3은 유도 결합 방식에 따라 무선 전력 전송장치로부터 무선 전력 수신장치에 무선으로 전력이 전달되는 개념을 도시한다.
도 4a 및 도 4b는 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 자기 유도 방식의 무선 전력 전송장치 및 무선 전력 수신장치의 구성의 일부를 예시적으로 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 유도 결합 방식에 따라 전력을 수신하는 하나 이상의 전송 코일들을 가지도록 구성된 무선 전력 전송장치의 블록도이다.
도 6은 공진 결합 방식에 따라 무선 전력 전송장치로부터 무선 전력 수신장치에 무선으로 전력이 전달되는 개념을 도시한다.
도 7a 및 도 7b는 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 공진 방식의 무선 전력 전송장치 및 무선 전력 수신장치의 구성의 일부를 예시적으로 나타낸 블록도이다.
도 8은 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 공진 결합 방식에 따라 전력을 수신하는 하나 이상의 전송 코일들을 가지도록 구성된 무선 전력 전송장치의 블록도이다.
도 9는 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 무선 전력 전달에 있어서 무선 전력 신호의 변조 및 복조를 통하여 무선 전력 전송장치와 전자 기기 사이에 패킷을 송수신하는 개념을 도시한다.
도 10은 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 무선 전력 전송에서 전력 제어 메시지를 송수신하기 위한 구성을 도시한다.
도 11a, 도 11b 및 도 11c는 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 무선 전력 전송에서 수행되는 변조 및 복조에서의 신호의 형태를 도시한다.
도 12a, 도 12b 및 도 12c는 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 무선 전력 전달방법에 사용되는 전력 제어 메시지를 포함하는 패킷을 도시한다.
도 13은 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 무선 전력 전송장치 및 무선 전력 수신장치의 동작 상태들을 도시한다.
도 14 내지 도 18은 상기 무선 전력 전송장치 및 무선 전력 수신장치 간의 전력 제어 메시지를 포함하는 패킷들의 구조를 도시한다.
도 19는 무선 전력 전송장치가 하나 이상의 무선 전력 수신장치들에게 전력을 전달하는 방법을 도시한 개념도이다.
도 20a, 도 20b 및 도 20c는 본 발명의 따른 통신을 수행하기 위한 프레임 구조를 나타낸 구조도들이다.
도 21a 및 도 21b는 본 발명에 따른 싱크 패턴을 도시하였다.
도 22는 다대일 통신을 수행하는 무선 전력 전송장치 및 무선 전력 수신장치의 동작 상태를 도시하였다.
도 23은 제어 정보 패킷을 도시하였고, 도 24는 식별 데이터 패킷을 도시하였으며, 도 25는 설정 패킷을 도시하였고, 도 26은 SRQ 데이터 패킷을 도시하였고, 도 27은 EPT 패킷을 도시하였고, 도 28은 충전 상태 정보 패킷을 도시하였다.
도 29, 도 30a, 도 30b는 쉐어드 모드에서, 무선 전력 전송장치 및 무선 전력 수신장치가 할당된 슬롯의 위치를 카운팅하는 방법을 도시하였다. FIG. 1 is an exemplary view conceptually showing a wireless power transmission apparatus and a wireless power reception apparatus according to embodiments of the present invention.
2A and 2B are block diagrams illustrating exemplary configurations of a wireless power transmission device and a wireless power reception device that can be employed in the embodiments disclosed herein.
3 illustrates a concept that power is transmitted from a wireless power transmission apparatus to a wireless power receiving apparatus wirelessly according to an inductive coupling scheme.
4A and 4B are block diagrams illustrating a portion of a configuration of a wireless power transmission apparatus and a wireless power reception apparatus of a magnetic induction type that can be employed in the embodiments disclosed herein.
5 is a block diagram of a wireless power transmission apparatus configured to have one or more transmission coils that receive power in accordance with an inductive coupling scheme employable in the embodiments disclosed herein.
FIG. 6 illustrates a concept that power is transmitted from a wireless power transmission apparatus to a wireless power reception apparatus wirelessly according to a resonant coupling scheme.
7A and 7B are block diagrams exemplarily showing a part of a configuration of a wireless power transmission apparatus and a wireless power reception apparatus of a resonance type usable in the embodiments disclosed herein.
8 is a block diagram of a wireless power transmission apparatus configured to have one or more transmission coils that receive power in accordance with a resonant coupling scheme employable in the embodiments disclosed herein.
9 illustrates a concept of transmitting and receiving packets between a wireless power transmission device and an electronic device through modulation and demodulation of a wireless power signal in wireless power transmission according to the embodiments disclosed herein.
10 illustrates a configuration for transmitting and receiving a power control message in a wireless power transmission according to the embodiments disclosed herein.
11A, 11B, and 11C illustrate the form of signals in modulation and demodulation performed in a wireless power transmission in accordance with the embodiments disclosed herein.
12A, 12B and 12C illustrate a packet including a power control message used in a wireless power transfer method according to the embodiments disclosed herein.
13 illustrates operating states of a wireless power transmission apparatus and a wireless power receiving apparatus according to embodiments disclosed herein.
14 to 18 show the structure of packets including power control messages between the wireless power transmission apparatus and the wireless power reception apparatus.
19 is a conceptual diagram showing a method by which a wireless power transmission apparatus transmits electric power to one or more wireless power reception apparatuses.
20A, 20B and 20C are structural diagrams showing a frame structure for performing communication according to the present invention.
21A and 21B show a sync pattern according to the present invention.
22 shows an operation state of a wireless power transmission apparatus and a wireless power reception apparatus that perform many-to-one communication.
Figure 23 shows the control information packet, Figure 24 shows the identification data packet, Figure 25 shows the configuration packet, Figure 26 shows the SRQ data packet, Figure 27 shows the EPT packet, Figure 28 Shows a state of charge information packet.
FIGS. 29, 30A and 30B show a method of counting the positions of the slots to which the wireless power transmission apparatus and the wireless power reception apparatus are allocated in the shared mode.
본 명세서에 개시된 기술은 무선 전력 전송(wireless power transmission)에 적용된다. 그러나 본 명세서에 개시된 기술은 이에 한정되지 않고, 상기 기술의 기술적 사상이 적용될 수 있는 모든 전력 전송 시스템 및 방법, 무선 충전회로 및 방법, 그 외 무선으로 전송되는 전력을 이용하는 방법 및 장치에도 적용될 수 있다.The techniques disclosed herein apply to wireless power transmission. However, the technology disclosed in this specification is not limited thereto, and can be applied to all power transmission systems and methods, wireless charging circuits and methods, and other methods and apparatus that utilize wirelessly transmitted power to which the technical idea of the technology can be applied .
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.It is noted that the technical terms used herein are used only to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. It is also to be understood that the technical terms used herein are to be interpreted in a sense generally understood by a person skilled in the art to which the present invention belongs, Should not be construed to mean, or be interpreted in an excessively reduced sense. Further, when a technical term used herein is an erroneous technical term that does not accurately express the spirit of the present invention, it should be understood that technical terms that can be understood by a person skilled in the art are replaced. In addition, the general terms used in the present invention should be interpreted according to a predefined or prior context, and should not be construed as being excessively reduced.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.Also, the singular forms "as used herein include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the term "comprising" or "comprising" or the like should not be construed as necessarily including the various elements or steps described in the specification, Or may be further comprised of additional components or steps.
또한, 또한, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
Furthermore, suffixes "module" and " part "for components used in the present specification are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have their own meaning or role.
또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다. Furthermore, terms including ordinals such as first, second, etc. used in this specification can be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may also be referred to as a first component.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals refer to like or similar elements throughout the several views, and redundant description thereof will be omitted.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. It is to be noted that the accompanying drawings are only for the purpose of facilitating understanding of the present invention, and should not be construed as limiting the scope of the present invention with reference to the accompanying drawings.
정의Justice
다대일 통신 방법: 송신기 (Tx) 하나가 다수의 수신기 (Rx)와 통신하는 방법Many-to-one communication method: how one transmitter (Tx) communicates with multiple receivers (Rx)
단방향 통신: 단지 수신기가 송신기 쪽으로만 필요한 메세지를 전송하는 통신 방법Unidirectional communication: a communication method in which a receiver only sends a necessary message to the transmitter side
양방향 통신: 송신기는 수신기로, 수신기는 송신기로, 즉 양쪽에서 메시지 전송이 가능한 통신 방법Bidirectional communication: A transmitter is a receiver and a receiver is a transmitter, that is, a communication method capable of transmitting messages on both sides
여기서, 송신기 및 수신기는 각각 송신장치 및 수신장치와 동일한 의미이며, 이하, 이들 용어는 혼용될 수 있다.
Here, the transmitter and the receiver are the same as the transmitter and the receiver, respectively, and these terms can be used in combination.
무선 전력 전송장치 및 무선 전력 수신장치 개념도Wireless power transmission device and wireless power receiving device conceptual diagram
도 1은 본 발명의 실시 예들에 따른 무선 전력 전송장치 및 무선 전력 수신장치를 개념적으로 나타낸 예시도이다.FIG. 1 is an exemplary view conceptually showing a wireless power transmission apparatus and a wireless power reception apparatus according to embodiments of the present invention.
도 1을 참조하여 알 수 있는 바와 같이, 상기 무선 전력 전송장치는 상기 무선 전력 수신장치(200)가 필요로 하는 무선으로 전력을 전달하는 전력 전달 장치일 수 있다 .1, the wireless power transmission apparatus may be a power transmission apparatus that transmits power wirelessly required by the wireless
또한, 상기 무선 전력 전송장치는 무선으로 전력을 전달함으로써 상기 무선 전력 수신장치(200)의 배터리를 충전하는 무선 충전 장치일 수 있다.The wireless power transmission apparatus may be a wireless charging apparatus that charges the battery of the wireless
그 밖에도, 상기 무선 전력 전송장치는 접촉되지 않은 상태에서 전원이 필요한 무선 전력 수신장치(200)에게 전력을 전달하는 여러 가지 형태의 장치로 구현될 수 있다.In addition, the wireless power transmission apparatus may be implemented as various types of apparatuses that transmit power to the wireless
상기 무선 전력 수신장치(200)는 상기 무선 전력 전송장치로부터 무선으로 전력을 수신하여 동작이 가능한 기기이다. 또한, 상기 무선 전력 수신장치(200)는 상기 수신된 무선 전력을 이용하여 배터리를 충전할 수 있다.The wireless
한편, 본 명세서에서 설명되는 무선으로 전력을 수신하는 무선 전력 수신장치는 휴대가 가능한 모든 전자 기기, 예컨대 키보드, 마우스, 영상 또는 음성의 보조 출력장치 등의 입출력장치를 비롯하여, 휴대폰, 셀룰러폰, 스마트 폰(smart phone), PDA(Personal Digital Assistants), PMP(Portable Multimedia Player)와, 태블릿, 혹은 멀티미디어 기기 등을 포괄하는 의미로 해석되어야 한다.Meanwhile, the wireless power receiving apparatus that receives power wirelessly as described in the present specification may be any portable electronic apparatus such as a keyboard, a mouse, an auxiliary output device such as a video or audio auxiliary output device, a cellular phone, a cellular phone, A smart phone, a PDA (Personal Digital Assistants), a PMP (Portable Multimedia Player), a tablet, or a multimedia device.
상기 무선 전력 수신장치(200)는, 후술하는 바와 같이, 이동 통신 단말기(예컨대 휴대폰, 셀룰러폰, 태블릿) 또는 멀티미디어 기기일 수 있다.
The wireless
한편, 상기 무선 전력 전송장치는 하나 이상의 무선 전력 전달 방법을 이용하여 상기 무선 전력 수신장치(200)로 상호간 접촉이 없이 무선으로 전력을 전달할 수 있다. 즉, 상기 무선 전력 전송장치는 상기 무선 전력 신호에 의한 자기 유도 현상에 기초한 유도 결합(Inductive Coupling) 방식과 특정한 주파수의 무선 전력 신호에 의한 전자기적 공진 현상에 기초한 공진 결합(Magnetic Resonance Coupling) 방식 중 하나 이상을 이용하여 전력을 전달할 수 있다.Meanwhile, the wireless power transmission apparatus can transmit power wirelessly to the wireless
상기 유도 결합 방식에 의한 무선 전력 송신은 1차 코일 및 2차 코일을 이용하여 전력을 무선으로 전송하는 기술로, 자기 유도 현상에 의하여 하나의 코일에서 변화하는 자기장 통해 다른 코일 쪽에 전류가 유도됨으로써 전력이 전달되는 것을 말한다.The inductive coupling type wireless power transmission is a technique of wirelessly transmitting power by using a primary coil and a secondary coil, and a current is induced to the other coil through a magnetic field changing in one coil due to the magnetic induction phenomenon, .
상기 공진 결합 방식에 의한 무선 전력 송신은 상기 무선 전력 전송장치에서 전송한 무선 전력 신호에 의하여 상기 무선 전력 수신장치(200)에서 공진이 발생하고, 상기 공진 현상에 의하여 상기 무선 전력 전송장치로부터 상기 무선 전력 수신장치(200)로 전력이 전달되는 것을 말한다.
In the wireless power transmission by the resonance coupling method, resonance occurs in the wireless
이하에서는 본 명세서에 개시된 무선 전력 전송장치 및 무선 전력 수신장치(200)에 관한 실시 예들을 구체적으로 설명한다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 사용한다.
Hereinafter, embodiments of the wireless power transmission apparatus and wireless
도 2a 및 2b는 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 무선 전력 전송장치 및 무선 전력 수신장치(200)의 구성을 예시적으로 나타낸 블록도이다.
2A and 2B are block diagrams illustrating exemplary configurations of a wireless power transmission apparatus and a wireless
무선 전력 전송장치Wireless power transmission device
도 2a를 참조하면, 상기 무선 전력 전송장치는 전력 전달부(Power Transmission Unit)(110)를 포함하도록 구성된다. 상기 전력 전달부(110)는 전력 변환부(Power Conversion Unit)(111) 및 전력 송신 제어부(Power Transmission Control Unit)(112)를 포함하여 구성될 수 있다.
Referring to FIG. 2A, the wireless power transmission apparatus is configured to include a
상기 전력 변환부(111)는 송신측 전원 공급부(190)로부터 공급된 전력을 무선 전력 신호(wireless power signal)로 변환하여 상기 무선 전력 수신장치(200)로 전달한다. 상기 전력 변환부(111)에 의하여 전달되는 무선 전력 신호는 진동(oscillation)하는 특성을 가진 자기장(magnetic field) 또는 전자기장(electro-magnetic field)의 형태로 형성된다. 이를 위하여 상기 전력 변환부(111)는 상기 무선 전력 신호가 발생하는 코일을 포함하도록 구성될 수 있다.The
상기 전력 변환부(111)는 각 전력 전달 방식에 따라 다른 형태의 무선 전력 신호를 형성하기 위한 구성 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 전력 변환부(111)는 유도 결합 방식에 따라 상기 무선 전력 수신장치(200)의 2차 코일에 전류를 유도시키기 위하여 변화하는 자기장을 형성시키는 1차 코일을 포함하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 전력 변환부(111)는 공진 결합 방식에 따라 상기 무선 전력 수신장치(200)에 공진 현상을 발생시키기 위하여 특정 공진 주파수를 가진 자기장을 형성시키는 코일(또는 안테나)를 포함하도록 구성될 수 있다.The
또한, 상기 전력 변환부(111)는 전술된 유도 결합 방식과 공진 결합 방식 중 하나 이상의 방법을 이용하여 전력을 전달할 수 있다.The
상기 전력 변환부(111)에 포함되는 구성 요소들 중 유도 결합 방식을 따르는 것들에 대하여는 도 4a, 도 4b 및 도 5를 참조하여, 공진 결합 방식을 따르는 것들에 대하여는 도 7 a, 도 7b및 도 8을 참조하여 후술된다.Referring to FIGS. 4A, 4B, and 5, those elements in the inductive coupling scheme among the elements included in the
한편, 상기 전력 변환부(111)는 상기 무선 전력 신호를 형성시키기 위해 사용되는 주파수, 인가되는 전압, 전류 등의 특성을 조절할 수 있는 회로를 더 포함하도록 구성될 수 있다.
The
상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 전력 전달부(110)에 포함되는 각 구성요소를 제어한다. 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 무선 전력 공급 장치(100)를 제어하는 다른 제어부(미도시)와 통합되도록 구현될 수 있다.
The power
한편, 상기 무선 전력 신호가 도달할 수 있는 영역은 두 가지로 구분될 수 있다. 먼저, 활동 영역(active area)은 상기 무선 전력 수신장치(200)로 전력을 전달하는 무선 전력 신호가 통과하는 영역을 말한다. 다음으로, 감지 영역(semi-active area)은 상기 무선 전력 전송장치가 상기 무선 전력 수신장치(200)의 존재를 감지할 수 있는 관심 영역을 말한다. 여기서, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 무선 전력 수신장치(200)가 상기 활동 영역 또는 감지 영역에 배치(placement)되거나 제거(removal)되었는지 여부에 대하여 감지할 수 있다. 구체적으로, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 전력 변환부(111)에서 형성되는 무선 전력 신호를 이용하거나, 별도로 구비된 센서에 의하여 상기 무선 전력 수신장치(200)가 상기 활동 영역 또는 감지 영역에 배치되었는지 여부를 검출할 수 있다. 예컨대, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 감지 영역에 존재하는 상기 무선 전력 수신장치(200)로 인하여 상기 무선 전력 신호가 영향을 받아, 상기 전력 변환부(111)의 상기 무선 전력 신호를 형성하기 위한 전력의 특성이 변화하는지 여부를 모니터링함으로써 상기 무선 전력 수신장치(200)의 존재를 검출할 수 있다. 다만, 상기 활동 영역 및 감지 영역은 유도 결합 방식 및 공진 결합 방식 등의 무선 전력 전달방식에 따라 다를 수 있다.
Meanwhile, an area where the wireless power signal can reach can be divided into two types. First, an active area refers to a region through which a wireless power signal that transmits power to the wireless
상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 무선 전력 수신장치(200)의 존재를 검출한 결과에 따라 상기 무선 전력 수신장치(200)를 식별하는 과정을 수행하거나, 무선 전력 전송을 시작할 것인지 여부를 결정할 수 있다.The power
또한, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 무선 전력 신호를 형성하기 위한 상기 전력 변환부(111)의 주파수, 전압, 전류 중 하나 이상의 특성을 결정할 수 있다. 상기 특성의 결정은 상기 무선 전력 전송장치 측의 조건에 의하여 또는 상기 무선 전력 수신장치(200) 측의 조건에 의하여 이루어질 수 있다.
The power
상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 무선 전력 수신장치(200)로부터 전력 제어 메시지를 수신할 수 있다. 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 수신된 전력 제어 메시지를 기초로 상기 전력 변환부(111)의 주파수, 전압, 전류 중 하나 이상의 특성을 결정할 수 있으며, 그 밖에 상기 전력 제어 메시지를 기초로 다른 제어 동작을 수행할 수 있다. The power
예를 들어, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 무선 전력 수신장치(200)의 정류된 전력량 정보, 충전 상태 정보 및 식별 정보 중 하나 이상을 포함하는 전력 제어 메시지에 따라 상기 무선 전력 신호를 형성시키기 위해 사용되는 주파수, 전류, 전압 중 하나 이상의 특성을 결정할 수 있다.
For example, the power
또한, 상기 전력 제어 메시지를 이용하는 그 밖의 다른 제어 동작으로서, 상기 무선 전력 전송장치는 무선 전력 전달과 관련된 일반적인 제어 동작을 상기 전력 제어 메시지를 기초로 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 무선 전력 전송장치는 상기 전력 제어 메시지를 통하여 상기 무선 전력 수신장치(200)와 관련된 청각적 또는 시각적으로 출력할 정보를 수신하거나, 기기간의 인증 등에 필요한 정보를 수신할 수도 있다.In addition, as another control operation using the power control message, the wireless power transmission apparatus can perform a general control operation related to wireless power transmission based on the power control message. For example, the wireless power transmission apparatus may receive information to be audibly or visually output related to the wireless
이와 같은 상기 전력 제어 메시지를 수신하기 위하여, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 무선 전력 신호를 통하여 수신하는 방법 및 그 외의 사용자 데이터를 수신하는 방법 중 적어도 하나를 이용할 수 있다.In order to receive the power control message, the power
상기 전력 제어 메시지를 수신하기 위하여, 상기 무선 전력 전송장치는 상기 전력 변환부(111)와 전기적으로 연결된 변복조부(Power Communications Modulation/Demodulation Unit)(113)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 변복조부(113)는 상기 무선 전력 수신장치(200)에 의하여 변조된 무선 전력 신호를 복조하여 상기 전력 제어 메시지를 수신하기 위하여 사용될 수 있다. In order to receive the power control message, the wireless power transmission apparatus may further include a power communication modulation /
그 밖에, 어떤 실시 예에서는 상기 전력 송신 제어부(112)가 상기 무선 전력 전송장치에 포함되어 있는 통신 수단(미도시)에 의하여 전력 제어 메시지가 포함되어 있는 사용자 데이터를 수신함으로써 전력 제어 메시지를 획득할 수도 있다.In addition, in some embodiments, the power
[In-band two-way communication을 지원 하는 경우][When supporting in-band two-way communication]
또한, 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 양방향 통신이 가능한 무선 전력 전송환경에서는, 상기 전력 송신 제어부(112)가 상기 무선 전력 수신장치(200)로 데이터를 전송할 수 있다. 상기 전력 송신 제어부(112)가 전송하는 데이터는 상기 무선 전력 수신장치(200)가 전력 제어 메시지를 보내도록 요청하는 것일 수 있다.
In addition, in the wireless power transmission environment capable of bidirectional communication according to the embodiments disclosed herein, the power
무선 전력 수신장치Wireless power receiving device
도 2b를 참조하면, 상기 무선 전력 수신장치는(200)는 전원 공급부(290)를 포함하도록 구성된다. 상기 전원 공급부(290)는 상기 무선 전력 수신장치(200)의 작동에 필요한 전력을 공급한다. 상기 전원 공급부(290)는 전력 수신부(291) 및 전력 수신 제어부(292)를 포함하여 구성될 수 있다.
Referring to FIG. 2B, the wireless
상기 전력 수신부(291)는 상기 무선 전력 전송장치로부터 무선으로 전달되는 전력을 수신한다.The
상기 전력 수신부(291)는 무선 전력 전달 방식에 따라 상기 무선 전력 신호를 수신하기 위해 필요한 구성 요소를 포함할 수 있다. 또한, 상기 전력 수신부(291)는 하나 이상의 무선 전력 전달 방식에 따라 전력을 수신할 수 있으며, 이 경우 상기 전력 수신부(291)는 각 방식에 따라 필요한 서로 구성 요소들을 함께 포함할 수 있다.The
먼저, 상기 전력 수신부(291)는 진동하는 특성을 가진 자기장 또는 전자기장의 형태로 전달되는 무선 전력 신호를 수신하기 위한 코일을 포함하도록 구성될 수 있다. First, the
예컨대, 유도 결합 방식에 따른 구성 요소로서, 상기 전력 수신부(291)는 변화되는 자기장에 의하여 전류가 유도되는 2차 코일을 포함할 수 있다. 또한, 상기 전력 수신부(291)는 공진 결합 방식에 따른 구성 요소로서 특정 공진 주파수를 가진 자기장에 의하여 공진 현상이 발생되는 코일 및 공진 회로를 포함할 수 있다.For example, as a component according to an inductive coupling scheme, the
다만, 상기 전력 수신부(291)가 하나 이상의 무선 전력 전달 방식에 따라 전력을 수신하는 경우, 상기 전력 수신부(291)는 하나의 코일을 이용하여 수신하도록 구현되거나, 또는 각 전력 전달 방식에 따라 다르게 형성된 코일을 이용하여 수신하도록 구현될 수 있다.However, when the
상기 전력 수신부(291)에 포함되는 구성 요소들 중 유도 결합 방식을 따르는 것들에 대하여는 도 4a 및 도 4b를 참조하여, 공진 결합 방식을 따르는 것들에 대하여는 도 7a 및 도 7b를 참조하여 후술된다.
Among the components included in the
한편, 상기 전력 수신부(291)는 상기 무선 전력 신호를 직류로 변환하기 위한 정류 회로(rectifier) 및 평활 회로(regulator)를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 전력 수신부(291)는 수신된 전력 신호에 의하여 과전압 또는 과전류가 발생하지 않도록 방지하는 회로를 더 포함할 수 있다.
Meanwhile, the
상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 전원 공급부(290)에 포함되는 각 구성요소를 제어한다.The power
구체적으로, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 무선 전력 전송장치로 전력 제어 메시지를 전달할 수 있다. 상기 전력 제어 메시지는 상기 무선 전력 전송장치에게 무선 전력 신호의 전달을 개시하거나 종료하도록 지시하는 것일 수 있다. 또한 상기 전력 제어 메시지는 상기 무선 전력 전송장치에게 상기 무선 전력 신호의 특성을 조절하도록 지시하는 것일 수 있다.Specifically, the power
이와 갈은 상기 전력 제어 메시지를 전송하기 위하여, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 무선 전력 신호를 통하여 전송하는 방법 및 그 외의 사용자 데이터를 통하여 전송하는 방법 중 적어도 하나를 이용할 수 있다.In order to transmit the power control message, the
상기 전력 제어 메시지를 전송하기 위하여, 상기 무선 전력 수신장치(200)는 상기 전력 수신부(291)와 전기적으로 연결된 변복조부(Power Communications Modulation/Demodulation Unit)(293)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 변복조부(293)는, 전술된 상기 무선 전력 전송장치의 경우와 마찬가지로, 상기 무선 전력 신호를 통하여 상기 전력 제어 메시지를 전송하기 위하여 사용될 수 있다. 상기 변복조부(293)는 상기 무선 전력 송신장치(100)의 전력 변환부(111)를 흐르는 전류 및/또는 전압을 조절하는 수단으로 사용될 수 있다. 이하, 상기 무선 전력 전송장치 측과 상기 무선 전력 수신장치(200) 측의 각각의 변복조부(113 및 293)가 무선 전력 신호를 통한 전력 제어 메시지의 송수신을 위하여 사용되는 방법에 대하여 설명된다.In order to transmit the power control message, the wireless
상기 전력 변환부(111)에 의하여 형성된 무선 전력 신호는 상기 전력 수신부(291)에 의하여 수신된다. 이때, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 무선 전력 신호를 변조(modulation)하도록 상기 무선 전력 수신장치(200) 측의 변복조부(293)를 제어한다. 예컨대, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 전력 수신부(291)과 연결된 변복조부(293)의 리액턴스(reactance)를 변경시킴으로써 상기 무선 전력 신호로부터 수신하는 전력량이 그에 따라 변하도록 변조 과정을 수행할 수 있다. 상기 무선 전력 신호로부터 수신되는 전력량의 변경은 상기 무선 전력 신호를 형성시키는 상기 전력 변환부(111)의 전류 및/또는 전압의 변경을 가져온다. 이 때, 상기 무선 전력 전송장치 측의 변복조부(113)는 상기 전력 변환부(111)의 전류 및/또는 전압의 변경을 감지하여 복조(demodulation) 과정을 수행한다.The wireless power signal formed by the
즉, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 무선 전력 전송장치에게 전달하고자 하는 전력 제어 메시지를 포함하는 패킷(packet)을 생성하여 상기 패킷이 포함되도록 상기 무선 전력 신호를 변조하고, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 변복조부(113)의 복조 과정 수행 결과를 기초로 상기 패킷을 디코드함으로써, 상기 패킷에 포함되어 있는 상기 전력 제어 메시지를 획득할 수 있다. That is, the
그 밖에, 어떤 실시 예들에서는 상기 전력 수신 제어부(292)가 상기 무선 전력 수신장치(200)에 포함되어 있는 통신 수단(미도시)에 의하여 전력 제어 메시지가 포함되어 있는 사용자 데이터를 전송함으로써 전력 제어 메시지를 상기 무선 전력 전송장치로 전송할 수도 있다.
In addition, in some embodiments, the power
[In-band two-way communication을 지원 하는 경우][When supporting in-band two-way communication]
또한, 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 양방향 통신이 가능한 무선 전력 전송환경에서는, 상기 전력 수신 제어부(292)가 상기 무선 전력 전송장치로부터 전송되는 데이터를 수신할 수 있다. 상기 무선 전력 전송장치로부터 전송되는 데이터는 전력 제어 메시지를 전송할 것을 요청하는 것일 수 있다.
In addition, in a wireless power transmission environment capable of bidirectional communication according to the embodiments disclosed herein, the power
그 밖에, 상기 전원 공급부(290)는 충전부(298) 및 배터리(299)를 더 포함하도록 구성될 수 있다.In addition, the
상기 전원 공급부(290)로부터 동작을 위한 전원을 공급받는 상기 무선 전력 수신장치(200)는 상기 무선 전력 전송장치로부터 전달된 전력에 의하여 동작하거나, 또는 상기 전달된 전력을 이용하여 상기 배터리(299)를 충전한 후 상기 배터리(299)에 충전된 전력에 의하여 동작할 수 있다. 이때, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 전달된 전력을 이용하여 충전을 수행하도록 상기 충전부(298)를 제어할 수 있다.
The wireless
이하에서, 본 명세서에 개시된 실시 예들에 적용 가능한 무선 전력 전송장치 및 무선 전력 수신장치에 대하여 설명된다. 먼저, 도 3 내지 도 5를 참조하여 상기 무선 전력 전송장치가 상기 무선 전력 수신장치로 유도 결합 방식에 따라 전력을 전달하는 방법이 개시된다.
Hereinafter, a wireless power transmission apparatus and a wireless power receiving apparatus applicable to the embodiments disclosed herein will be described. 3 to 5, a method of transmitting power by the wireless power transmission apparatus to the wireless power reception apparatus according to an inductive coupling scheme is disclosed.
유도 결합 방식Inductively coupled
도 3은 유도 결합 방식에 따라 무선 전력 전송장치로부터 무선 전력 수신장치에 무선으로 전력이 전달되는 개념을 도시한다.3 illustrates a concept that power is transmitted from a wireless power transmission apparatus to a wireless power receiving apparatus wirelessly according to an inductive coupling scheme.
무선 전력 전송장치 의 전력 전달이 유도 결합 방식을 따르는 경우, 상기 전력 전달부(110) 내의 1차 코일(primary coil)에 흐르는 전류의 세기가 변화되면, 그 전류에 의해 1차 코일을 통과하는 자기장이 변화한다. 이와 같이 변화된 자기장은 상기 무선 전력 수신장치(200) 내의 2차 코일(secondary coil) 측에 유도 기전력을 발생시킨다.When the power transmission of the wireless power transmission apparatus follows the inductive coupling scheme, when the intensity of the current flowing through the primary coil in the
이 방식에 따르면, 상기 무선 전력 전송장치의 상기 전력 변환부(111)는 자기 유도에서의 1차 코일로 동작하는 전송 코일(Tx coil)(1111a)를 포함하도록 구성된다. 또한 상기 무선 전력 수신장치(200)의 상기 전력 수신부(291)는 자기 유도에서의 2차 코일로 동작하는 수신 코일(Rx coil)(2911a)을 포함하도록 구성된다.According to this scheme, the
먼저 상기 무선 전력 전송장치 측의 상기 전송 코일(1111a)과 상기 무선 전력 수신장치(200) 측의 수신 코일이 근접하도록 상기 무선 전력 전송장치 및 상기 무선 전력 수신장치(200)를 배치한다. 그 후 상기 전력 송신 제어부(112)가 상기 전송 코일(1111a)의 전류가 변화되도록 제어하면, 상기 전력 수신부(291)는 상기 수신 코일(2911a)에 유도된 기전력을 이용하여 상기 무선 전력 수신장치(200)에 전원을 공급하도록 제어한다.The wireless power transmission apparatus and the wireless
상기 유도 결합 방식에 의한 무선 전력 전달의 효율은, 주파수 특성에 따른 영향은 적으나, 각 코일을 포함하는 상기 무선 전력 전송장치 및 상기 무선 전력 수신장치(200) 사이의 배열(alignment) 및 거리(distance)의 영향을 받게 된다.
The efficiency of the wireless power transmission by the inductively coupled system is less influenced by the frequency characteristics but is influenced by the alignment and distance between the wireless power transmission apparatus including the coils and the wireless
한편, 유도 결합 방식에 의한 무선 전력 전달을 위하여 상기 무선 전력 전송장치는 평평한 표면(flat surface) 형태의 인터페이스 표면(interface surface)(미도시)을 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 인터페이스 표면의 상부에는 하나 이상의 무선 전력 수신장치가 놓일 수 있으며, 상기 인터페이스 표면의 하부에는 상기 전송 코일(1111a)가 장착될 수 있다. 그 경우, 상기 인터페이스 표면의 하부에는 장착된 상기 전송 코일(1111a)과 상기 인터페이스 표면의 상부에 위치한 무선 전력 수신장치(200)의 수신 코일(2911a) 사이의 수직 공간(vertical spacing)이 작게 형성됨으로써 상기 코일들 간의 거리는 유도 결합 방식에 의한 무선 전력 전달이 효율적으로 이루어질 수 있도록 충분히 작게 된다.
On the other hand, for inductive coupling wireless power transmission, the wireless power transmission device may be configured to include an interface surface (not shown) in the form of a flat surface. One or more wireless power receiving devices may be disposed on the interface surface, and the
또한, 상기 인터페이스 표면의 상부에는 상기 무선 전력 수신장치(200)가 놓일 위치를 지시하는 배열 지시부(미도시)가 형성될 수 있다. 상기 배열 지시부는 상기 인터페이스 표면의 하부에 장착된 전송 코일(1111a)과 상기 수신 코일(2911a) 사이의 배열이 적합하게 이루어질 수 있는 상기 무선 전력 수신장치(200)의 위치를 지시한다. 상기 배열 지시부는 단순한 표시(marks)이거나, 상기 무선 전력 수신장치(200)의 위치를 가이드하는 돌출 구조의 형태로 형성될 수 있다. 또는 상기 배열 지시부는 상기 인터페이스 표면의 하부에 장착되는 자석과 같은 자성체의 형태로 형성되어, 상기 무선 전력 수신장치(200) 내부에 장착된 다른 극의 자성체와의 상호간 인력에 의하여 상기 코일들이 적합한 배열을 이루도록 가이드할 수도 있다.
In addition, an arrangement indicator (not shown) may be formed on the interface surface to indicate a position where the wireless
한편, 상기 무선 전력 전송장치는 하나 이상의 전송 코일을 포함하도록 형성될 수 있다. 상기 무선 전력 전송장치는 상기 하나 이상의 전송 코일 중에서 상기 무선 전력 수신장치(200)의 수신 코일(2911a)과 적합하게 배열된 일부의 코일을 선택적으로 이용하여 전력 전송 효율을 높일 수 있다. 상기 하나 이상의 전송 코일을 포함하는 무선 전력 전송장치에 관하여 도 5를 참조하여 후술된다.
Meanwhile, the wireless power transmission apparatus may be configured to include one or more transmission coils. The wireless power transmission apparatus may selectively use a part of the coils suitably arranged with the
이하에서는, 본 명세서에 개시된 실시 예들에 적용 가능한 유도 결합 방식의 무선 전력 전송장치 및 무선 전력 수신장치의 구성에 대하여 구체적으로 설명된다.
Hereinafter, a configuration of an inductively coupled wireless power transmission apparatus and a wireless power reception apparatus applicable to the embodiments disclosed herein will be described in detail.
유도 결합 방식의 무선 전력 전송장치 및 무선 전력 수신장치Inductively coupled wireless power transmission apparatus and wireless power receiving apparatus
도 4a 및 도 4b는 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 자기 유도 방식의 무선 전력 전송장치 및 무선 전력 수신장치(200)의 구성의 일부를 예시적으로 나타낸 블록도이다. 도 4a를 참조하여 상기 무선 전력 전송장치에 포함된 상기 전력 전달부(110)의 구성에 대하여 설명하고, 도 4b를 참조하여 상기 무선 전력 수신장치(200)에 포함된 상기 전원 공급부(290)의 구성에 대하여 설명한다.
4A and 4B are block diagrams illustrating a portion of the configuration of a wireless power transmission apparatus and a wireless
도 4a를 참조하면, 상기 무선 전력 전송장치의 상기 전력 변환부(111)는 전송 코일(Tx coil)(1111a) 및 인버터(1112)를 포함하도록 구성될 수 있다.Referring to FIG. 4A, the
상기 전송 코일(1111a)는, 전술된 바와 같이, 전류의 변화에 따라 무선 전력 신호에 해당하는 자기장을 형성한다. 상기 전송 코일(1111a)은 평판 나선형태(Planar Spiral type) 또는 원통형 솔레노이드 형태(Cylindrical Solenoid type)로 구현될 수 있다.As described above, the
상기 인버터(1112)는 상기 전원 공급부(190)로부터 얻은 직류 입력(DC input)을 교류 파형(AC waveform)으로 변형시킨다. 상기 인버터(1112)에 의해 변형된 교류 전류는 상기 전송 코일(1111a) 및 커패시터(capacitor)(미도시)를 포함하는 진동 회로(resonant circuit)를 구동시킴으로써 자기장이 상기 전송 코일(1111a)에서 형성된다.
The
그 밖에, 상기 전력 변환부(111)는 위치 결정부(Positioning Unit)(1114)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. In addition, the
상기 위치 결정부(1114)는 상기 유도 결합 방식에 의한 무선 전력 전달의 효율을 높이기 위하여 상기 전송 코일(1111a)을 이동 또는 회전시킬 수 있다. 이는, 전술된 바와 같이, 유도 결합 방식에 의한 전력 전달은 1차 및 2차 코일을 포함하는 상기 무선 전력 전송장치 및 상기 무선 전력 수신장치(200) 사이의 배열(alignment) 및 거리(distance)의 영향을 받기 때문이다. 특히, 상기 위치 결정부(1114)는 상기 무선 전력 수신장치(200)가 상기 무선 전력 전송장치의 활동 영역 내에 존재하지 않는 경우에 사용될 수 있다.The
따라서, 상기 위치 결정부(1114)는 상기 무선 전력 전송장치의 상기 전송 코일(1111a)과 및 상기 무선 전력 수신장치(200)의 상기 수신 코일(2911a)의 중심간 거리(distance)가 일정 범위 이내가 되도록 상기 전송 코일(1111a)을 이동시키거나, 상기 전송 코일(1111a)과 상기 수신 코일(2911a)의 중심이 중첩되도록 상기 전송 코일(1111a)를 회전시키는 구동부(미도시)를 포함하도록 구성될 수 있다.Therefore, the
이를 위하여, 상기 무선 전력 전송장치는 상기 무선 전력 수신장치(200)의 위치를 감지하는 센서로 이루어진 위치 감지부(detection unit)(미도시)를 더 구비할 수 있고, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 위치 감지 센서로부터 수신한 상기 무선 전력 수신장치(200)의 위치 정보를 기초로 상기 위치 결정부(1114)를 제어할 수 있다.The wireless power transmission apparatus may further include a position detection unit (not shown) configured to detect a position of the wireless
또한, 이를 위하여 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 변복조부(113)를 통하여 상기 무선 전력 수신장치(200)와의 배열 또는 거리에 대한 제어 정보를 수신하고, 상기 수신된 배열 또는 거리에 대한 제어 정보를 기초로 상기 위치 결정부(1114)를 제어할 수 있다.For this, the power
만약, 상기 전력 변환부(111)가 복수의 전송 코일을 포함하도록 구성되었다면, 상기 위치 결정부(1114)는 상기 복수의 전송 코일 중에서 어느 것이 전력 전달을 위하여 사용될 것인지 결정할 수 있다. 상기 복수의 전송 코일을 포함한 무선 전력 전송장치의 구성에 대해서는 도 5를 참조하여 후술된다.
If the
한편, 상기 전력 변환부(111)는 전력 센싱부(1115)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 무선 전력 전송장치 측의 전력 센싱부(1115)는 상기 전송 코일(1111a)에 흐르는 전류 또는 전압을 모니터링한다. 상기 전력 센싱부(1115)는 무선 전력 전송장치의 정상동작 여부를 확인하기 위한 것으로, 외부로부터 공급되는 전원의 전압 또는 전류를 검출하고, 상기 검출된 전압 또는 전류가 임계값을 초과하는지를 확인할 수 있다. 상기 전력 센싱부(1115)는, 도시되지 않았으나, 외부로부터 공급되는 전원의 전압 또는 전류를 검출하기 위한 저항과 상기 검출된 전원의 전압값 또는 전류값과 임계값을 비교하여 그 비교 결과를 출력하는 비교기를 포함할 수 있다. 상기 전력 센싱부(1115)의 상기 확인 결과를 기초로, 상기 전력 송신 제어부(112)는 스위칭부(미도시)를 제어하여 상기 전송 코일(1111a)로 인가되는 전원을 차단할 수 있다.
Meanwhile, the
도 4b를 참조하면, 상기 무선 전력 수신장치(200)의 상기 전원 공급부(290)는 수신 코일(Rx 코일)(2911a) 및 정류 회로(2913)를 포함하도록 구성될 수 있다.Referring to FIG. 4B, the
상기 전송 코일(1111a)로부터 형성된 자기장에 변화에 의하여 상기 수신 코일(2911a)에서 전류가 유도된다. 상기 수신 코일(2911a)의 구현 형태는, 상기 전송 코일(1111a)의 경우와 마찬가지로, 평판 나선 형태 또는 원통형 솔레노이드 형태일 수 있다.A current is induced in the
또한, 무선 전력의 수신 효율을 높이거나 공진 감지(resonant detection)를 위해 직/병렬 커패시터들(series and parallel capacitors)이 상기 수신 코일(2911a)과 연결되도록 구성될 수 있다.In addition, series and parallel capacitors may be connected to the receiving
상기 수신 코일(2911a)은 단일 코일 또는 복수의 코일 형태일 수 있다.The receiving
상기 정류 회로(2913)는 교류를 직류로 변환시키기 위하여 전류에 대하여 전파 정류(full-wave rectification)를 수행한다. 상기 정류 회로(2913)는, 예컨대, 4개의 다이오드로 이루어진 브릿지(full bridge) 정류 회로, 또는 능동 소자(active components)를 이용한 회로로 구현될 수 있다.The
그 밖에, 상기 정류 회로(2913)는 정류된 전류를 보다 평탄하고 안정적인 직류로 만들어 주는 평활 회로(regulator)를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 정류 회로(2913)의 출력 전원은 상기 전원 공급부(290)의 각 구성 요소들에게 공급된다. 또한, 상기 정류 회로(2913)은 출력되는 직류 전원을 상기 전원 공급부(290)의 각 구성 요소(예컨대, 충전부(298)와 같은 회로)에 필요한 전원에 맞추기 위하여 적정한 전압으로 변환하는 직류-직류 변환기(DC-DC converter)를 더 포함할 수 있다.In addition, the
상기 변복조부(293)는 상기 전력 수신부(291)과 연결되고, 직류 전류에 대해서는 저항(resistance)이 변하는 저항성 소자로 구성될 수 있고, 교류 전류에 대해서는 리액턴스(reactance)가 변하는 용량성 소자로 구성될 수 있다. 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 변복조부(293)의 저항 또는 리액턴스를 변경시킴으로써 상기 전력 수신부(291)에 수신되는 무선 전력 신호를 변조할 수 있다.The modulation and
한편, 상기 전원 공급부(290)는 전력 센싱부(2914)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 무선 전력 수신장치(200) 측의 전력 센싱부(2914)는 상기 정류 회로(2913)에 의하여 정류된 전원의 전압 및/또는 전류를 모니터링하고, 상기 모니터링 결과 상기 정류된 전원의 전압 및/또는 전류가 임계값을 초과하는 경우 상기 전력 수신 제어부(292)는 적절한 전력을 전달하도록 상기 무선 전력 전송장치에게 전력 제어 메시지를 송신한다.
The
하나 이상의 전송 코일을 포함하여 구성된 무선 전력 전송장치A wireless power transmission apparatus configured with one or more transmission coils
도 5는 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 유도 결합 방식에 따라 전력을 수신하는 하나 이상의 전송 코일들을 가지도록 구성된 무선 전력 전송장치의 블록도이다.5 is a block diagram of a wireless power transmission apparatus configured to have one or more transmission coils that receive power in accordance with an inductive coupling scheme employable in the embodiments disclosed herein.
도 5를 참조하면, 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 무선 전력 전송장치 의 전력 변환부(111)는 하나 이상의 전송 코일들(1111a-1 내지 1111a-n)로 구성될 수 있다. 상기 하나 이상의 전송 코일들(1111a-1 내지 1111a-n)은 부분적으로 겹치는 1차 코일들의 배열(an array of partly overlapping primary coils)일 수 있다. 상기 하나 이상의 전송 코일들 중 일부에 의하여 활동 영역이 결정될 수 있다.Referring to FIG. 5, the
상기 하나 이상의 전송 코일들(1111a-1 내지 1111a-n)은 상기 인터페이스 표면의 하부에 장착될 수 있다. 또한, 상기 전력 변환부(111)는 상기 하나 이상의 전송 코일들(1111a-1 내지 1111a-n) 중 일부의 코일들의 연결을 수립하고 해제하는 다중화기(Multiplexer)(1113)를 더 포함할 수 있다. The one or
상기 인터페이스 표면의 상부에 놓인 무선 전력 수신장치(200)의 위치가 감지되면, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 무선 전력 수신장치(200)의 감지된 위치를 고려하여 상기 하나 이상의 전송 코일들(1111a-1 내지 1111a-n) 중 상기 무선 전력 수신장치(200)의 수신 코일(2911a)과 유도 결합 관계에 놓일 수 있는 코일들이 연결될 수 있도록 상기 다중화기(1113)를 제어할 수 있다. When the position of the wireless
이를 위하여 상기 전력 송신 제어부(112)가 상기 무선 전력 수신장치(200)의 위치 정보를 획득할 수 있다. 예를 들어, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 무선 전력 전송장치에 구비된 상기 위치 감지부(미도시)에 의하여 상기 인터페이스 표면 상의 상기 무선 전력 수신장치(200)의 위치를 획득할 수 있다. 또 다른 예를 들어, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 하나 이상의 전송 코일들(1111a-1 내지 1111a-n)을 각각 이용하여 상기 인터페이스 표면 상의 물체로부터 무선 전력 신호의 강도를 나타내는 전력 제어 메시지 또는 상기 물체의 식별 정보를 나타내는 전력 제어 메시지를 수신하고, 상기 수신된 결과를 기초로 상기 하나 이상의 전송 코일들 중 어느 코일의 위치와 근접한지를 판단함으로써 상기 무선 전력 수신장치(200)의 위치 정보를 획득할 수도 있다.For this, the power
한편, 상기 활동 영역은 상기 인터페이스 표면의 일부로서, 상기 무선 전력 전송장치가 상기 무선 전력 수신장치(200)에 무선으로 전력을 전달할 때 높은 효율의 자기장이 통과할 수 있는 부분을 의미할 수 있다. 이 때, 상기 활동 영역을 통과하는 자기장을 형성시키는 단일 전송 코일 또는 하나 이상의 전송 코일들의 조합을 주요 셀(primary cell)로 지칭할 수 있다. 따라서, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 무선 전력 수신장치(200)의 감지된 위치를 기초로 활동 영역을 결정하고, 상기 활동 영역에 대응되는 주요 셀의 연결을 수립하여 상기 무선 전력 수신장치(200)의 수신 코일(2911a)와 상기 주요 셀에 속한 코일들이 유도 결합 관계에 놓일 수 있도록 상기 다중화기(1113)을 제어할 수 있다.On the other hand, the active area may be a part of the interface surface, and may refer to a portion through which a high efficiency magnetic field can pass when the wireless power transmission apparatus transmits power wirelessly to the wireless
또한, 상기 전력 변환부(111)는 연결된 코일들과 진동 회로(resonant circuit)를 형성하도록 임피던스를 조절하는 임피던스 매칭부(impedance matching unit)(미도시)를 더 포함할 수 있다.
The
이하에서, 도 6 내지 도 8을 참조하여 무선 전력 전송장치가 공진 결합 방식에 따라 전력을 전달하는 방법이 개시된다.
Hereinafter, a method of transmitting power according to a resonant coupling scheme by a wireless power transmission apparatus is described with reference to FIGS.
공진 결합 방식Resonance coupling method
도 6은 공진 결합 방식에 따라 무선 전력 전송장치로부터 무선 전력 수신장치에 무선으로 전력이 전달되는 개념을 도시한다.FIG. 6 illustrates a concept that power is transmitted from a wireless power transmission apparatus to a wireless power reception apparatus wirelessly according to a resonant coupling scheme.
먼저, 공진(resonance)(또는 공명)에 대해 간략하게 설명하면 다음과 같다. 공진(resonance)이란, 진동계가 그 고유 진동수와 같은 진동수를 가진 외력을 주기적으로 받아 진폭이 뚜렷하게 증가하는 현상을 말한다. 공진은 역학적 진동 및 전기적 진동 등 모든 진동에서 일어나는 현상이다. 일반적으로 외부에서 진동계에 진동시킬 수 있는 힘을 가했을 때 그 진동계의 고유 진동수와 외부에서 가해주는 힘의 진동수가 같으면 그 진동은 심해지고 진폭도 커진다.First, the resonance (or resonance) will be briefly described as follows. Resonance refers to a phenomenon in which the vibration system receives an external force periodically having the same frequency as its natural frequency, and the amplitude thereof increases sharply. Resonance is a phenomenon occurring in all vibrations, such as mechanical vibration and electrical vibration. Generally, when a force capable of vibrating the vibration system is applied from the outside, if the natural frequency of the vibration system is equal to the frequency of the external force, the vibration becomes larger and the amplitude becomes larger.
같은 원리로, 일정 거리 내에서 떨어져 있는 복수의 진동체들이 서로 동일한 주파수로 진동하는 경우, 상기 복수의 진동체들은 상호 공진하며, 이 경우 상기 복수의 진동체들 간에는 저항이 감소하게 된다. 전기 회로에서는 인덕터과 커패시터를 사용하여 공진 회로를 만들 수 있다. In the same principle, when a plurality of vibrating bodies separated within a certain distance oscillate at the same frequency, the plurality of vibrating bodies resonate with each other, and in this case, the resistance between the vibrating bodies decreases. In an electric circuit, an inductor and a capacitor can be used to make a resonant circuit.
무선 전력 전송장치의 전력 전달이 공진 결합 방식을 따르는 경우, 상기 전력 전달부(110)에서 교류 전원에 의하여 특정한 진동 주파수를 가진 자기장이 형성된다. 상기 형성된 자기장에 의하여 상기 무선 전력 수신장치(200)에서 공진 현상이 일어나는 경우 상기 무선 전력 수신장치(200) 내에서는 상기 공진 현상에 의하여 전력이 발생된다.When the power transmission of the wireless power transmission apparatus follows the resonant coupling scheme, a magnetic field having a specific vibration frequency is formed by the AC power source in the
공진 주파수는, 예를 들어, 다음 수학식 1과 같은 수식에 의하여 결정될 수 있다. The resonance frequency can be determined by, for example, the following equation (1).
여기서, 공진 주파수 (f)는 회로 내의 인덕턴스(L) 및 커패시턴스(C)에 의하여 결정된다. 코일을 사용하여 자기장을 형성하는 회로에 있어서 상기 인덕턴스는 상기 코일의 회전 수 등에 의하여 결정되고, 상기 커패시턴스는 상기 코일 사이의 간격, 면적 등에 의하여 결정될 수 있다. 상기 공진 주파수를 결정하기 위하여 상기 코일 외에 용량성 공진 회로가 연결되도록 구성될 수도 있다.
Here, the resonance frequency f is determined by the inductance L and the capacitance C in the circuit. In a circuit for forming a magnetic field using a coil, the inductance is determined by the number of revolutions of the coil and the like, and the capacitance can be determined by an interval, an area, or the like between the coils. A capacitive resonance circuit may be connected to the coil to determine the resonance frequency.
도 6을 참조하면, 공진 결합 방식에 따라 무선으로 전력이 전송되는 경우, 상기 무선 전력 전송장치의 상기 전력 변환부(111)는 자기장이 형성되는 전송 코일(Tx coil)(1111b) 및 상기 전송 코일(1111b)와 연결되고 특정한 진동 주파수를 결정하기 위한 공진 회로(1116)를 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 공진 회로(1116)는 용량성 회로(capacitors)를 이용하여 구현될 수 있으며, 상기 전송 코일(1111b)의 인덕턴스 및 상기 공진 회로(1116)의 커패시턴스를 기초로 상기 특정한 진동 주파수가 결정된다.Referring to FIG. 6, when power is transmitted wirelessly according to the resonant coupling scheme, the
상기 공진 회로(1116)의 회로 소자의 구성은 상기 전력 변환부(111)가 자기장을 형성할 수 있도록 다양한 형태로 이루어질 수 있으며, 도 6과 같이 상기 전송 코일(1111b)과 병렬로 연결되는 형태로 제한되지 아니한다.The configuration of the circuit elements of the
또한, 상기 무선 전력 수신장치(200)의 상기 전력 수신부(291)는 상기 무선 전력 전송장치에서 형성된 자기장에 의하여 공진 현상이 일어날 수 있도록 구성된 공진 회로(2912) 및 수신 코일(Rx coil)(2911b)을 포함한다. 즉, 상기 공진 회로(2912)는 역시 용량성 회로를 이용하여 구현될 수 있으며, 상기 공진 회로(2912)는 상기 수신 코일(2911b)의 인덕턴스와 상기 공진 회로(2912)의 커패시턴스를 기초로 결정되는 공진 주파수가 상기 형성된 자기장의 공진 주파수와 동일하도록 구성된다.The
상기 공진 회로(2912)의 회로 소자의 구성은 상기 전력 수신부(291)가 상기 자기장에 의하여 공진이 일어날 수 있도록 다양한 형태로 이루어질 수 있으며, 도 6과 같이 상기 수신 코일(2911b)과 직렬로 연결되는 형태로 제한되지 아니한다. The configuration of the circuit elements of the
상기 무선 전력 전송장치에서의 상기 특정한 진동 주파수는 LTx, CTx를 가지고 상기 수학식 1을 이용하여 획득될 수 있다. 여기서, 상기 무선 전력 수신장치(200)의 LRX 및 CRX를 상기 수학식 1에 대입한 결과가 상기 특정한 진동 주파수와 동일한 경우에 상기 무선 전력 수신장치(200)에서는 공진이 일어난다.The specific vibration frequency in the wireless power transmission apparatus may be obtained using
상기 공진 결합 방식에 의한 무선 전력 전달의 효율은, 주파수 특성에 따른 영향이 큰 반면, 각 코일을 포함하는 상기 무선 전력 전송장치 및 상기 무선 전력 수신장치(200) 사이의 배열 및 거리에 따른 영향은 유도 결합 방식에 비해 상대적으로 작다.
The efficiency of the wireless power transmission by the resonance coupling method is largely influenced by the frequency characteristics, while the influence of the arrangement and the distance between the wireless power transmission apparatus including the coils and the wireless
이하에서는, 본 명세서에 개시된 실시 예들에 적용 가능한 공진 결합 방식의 무선 전력 전송장치 및 무선 전력 수신장치의 구성에 대하여 구체적으로 설명된다.
Hereinafter, a configuration of a wireless power transmission apparatus and a wireless power reception apparatus of a resonance coupling type applicable to the embodiments disclosed herein will be described in detail.
공진 결합 방식의 무선 전력 전송장치Resonant coupling type wireless power transmission device
도 7a 및 도 7b는 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 공진 방식의 무선 전력 전송장치 및 무선 전력 수신장치(200)의 구성의 일부를 예시적으로 나타낸 블록도이다.7A and 7B are block diagrams exemplarily showing a part of the configuration of a wireless power transmission apparatus and a wireless
도 7a를 참조하여 상기 무선 전력 전송장치에 포함된 상기 전력 전달부(110)의 구성에 대하여 설명된다.The configuration of the
상기 무선 전력 전송장치의 상기 전력 변환부(111)는 전송 코일(Tx coil)(1111b), 인버터(1112) 및 공진 회로(1116)를 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 인버터(1112)는 상기 전송 코일(1111b) 및 상기 공진 회로(1116)와 연결되도록 구성될 수 있다.The
상기 전송 코일(1111b)은 유도 결합 방식에 따라 전력을 전달하기 위한 전송 코일(1111a)과 별도로 장착될 수 있으나, 하나의 단일 코일을 이용하여 유도 결합 방식 및 공진 결합 방식으로 전력을 전달할 수도 있다.The
상기 전송 코일(1111b)은, 전술된 바와 같이, 전력을 전달하기 위한 자기장을 형성한다. 상기 전송 코일(1111b) 및 상기 공진 회로(1116)는 교류 전원이 인가되면 진동이 발생할 수 있으며, 이 때 상기 전송 코일(1111b)의 인덕턴스 및 상기 공진 회로(1116)의 커패시턴스를 기초로 진동 주파수가 결정될 수 있다. The
이를 위하여 상기 인버터(1112)는 상기 전원 공급부(190) 로부터 얻은 직류 입력을 교류 파형으로 변형시키고, 상기 변형된 교류 전류가 상기 전송 코일(1111b) 및 상기 공진 회로(1116)에 인가된다.To this end, the
그 밖에, 상기 전력 변환부(111)는 상기 전력 변환부(111)의 공진 주파수 값을 변경시키기 위한 주파수 조절부(1117)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 전력 변환부(111)의 공진 주파수는 수학식 1에 의하여 상기 전력 변환부(111)를 구성하는 회로내의 인덕턴스 및 커패시턴스를 기초로 결정되므로, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 인덕턴스 및/또는 커패시턴스가 변경되도록 상기 주파수 조절부(1117)를 제어함으로써 상기 전력 변환부(111)의 공진 주파수를 결정할 수 있다.In addition, the
상기 주파수 조절부(1117)는, 예를 들어, 상기 공진 회로(1116)에 포함된 커패시터 간의 거리를 조절하여 커패시턴스를 변경시킬 수 있는 모터를 포함하거나, 또는 상기 전송 코일(1111b)의 회전 수(number of turns) 또는 직경을 조절하여 인덕턴스를 변경시킬 수 있는 모터를 포함하거나, 또는 상기 커패시턴스 및/또는 인덕턴스를 결정하는 능동 소자들을 포함하도록 구성될 수 있다.The
한편, 상기 전력 변환부(111)는 전력 센싱부(1115)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 전력 센싱부(1115)의 동작에 대해서는 전술된 바와 동일하다.
Meanwhile, the
도 7b를 참조하여 상기 무선 전력 수신장치(200)에 포함된 상기 전원 공급부(290)의 구성에 대하여 설명된다. 상기 전원 공급부(290)는, 전술된 바와 같이, 상기 수신 코일(Rx coil)(2911b) 및 공진 회로(2912)를 포함하도록 구성될 수 있다.The configuration of the
그 외에도, 상기 전원 공급부(290)의 전력 수신부(291)는 공진 현상에 의하여 생성된 교류 전류를 직류로 변환시키는 정류 회로(2913)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 정류 회로(2913)는 전술된 바와 동일하게 구성될 수 있다.In addition, the
또한, 상기 전력 수신부(291)는 정류된 전원의 전압 및/또는 전류를 모니터링하는 전력 센싱부(2914)를 더 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 전력 센싱부(2914)는 전술된 바와 동일하게 구성될 수 있다.The
하나 이상의 전송 코일을 포함하여 구성된 무선 전력 전송장치A wireless power transmission apparatus configured with one or more transmission coils
도 8은 본 명세서에 개시된 실시 예들에서 채용 가능한 공진 결합 방식에 따라 전력을 수신하는 하나 이상의 전송 코일들을 가지도록 구성된 무선 전력 전송장치의 블록도이다.8 is a block diagram of a wireless power transmission apparatus configured to have one or more transmission coils that receive power in accordance with a resonant coupling scheme employable in the embodiments disclosed herein.
도 8을 참조하면, 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 무선 전력 전송장치의 전력 변환부(111)는 하나 이상의 전송 코일들(1111b-1 내지 1111b-n) 및 각 전송 코일들과 연결된 공진 회로(1116-1 내지 1116-n)를 포함하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 전력 변환부(111)는 상기 하나 이상의 전송 코일들(1111b-1 내지 1111b-n) 중 일부의 코일들의 연결을 수립하고 해제하는 다중화기(Multiplexer)(1113)를 더 포함할 수 있다. 8, the
상기 하나 이상의 전송 코일들(1111b-1 내지 1111b-n)은 동일한 공진 주파수를 갖도록 설정되거나, 일부가 서로 다른 공진 주파수를 갖도록 설정될 수 있다. 이는 상기 하나 이상의 전송 코일들(1111b-1 내지 1111b-n)과 각각 연결된 상기 공진 회로(1116-1 내지 1116-n)들이 어떠한 인덕턴스 및/또는 커패시턴스를 갖는지에 따라 결정된다.The one or more transmission coils 1111b-1 to 1111b-n may be set to have the same resonance frequency, or may be set so that some have different resonance frequencies. Which is determined according to what inductance and / or capacitance the resonant circuits 1116-1 through 1116-n respectively connected to the one or more transmission coils 1111b-1 through 1111b-n have.
이를 위하여, 상기 주파수 조절부(1117)는 상기 하나 이상의 전송 코일들(1111b-1 내지 1111b-n)과 각각 연결된 상기 공진 회로(1116-1 내지 1116-n)들의 인덕턴스 및/또는 커패시턴스를 변경시킬 수 있도록 구성될 수 있다.
The
[[In-band communication]][[In-band communication]]
도 9는 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 무선 전력 전달에 있어서 무선 전력 신호의 변조 및 복조를 통하여 무선 전력 전송장치와 전자 기기 사이에 패킷을 송수신하는 개념을 도시한다.9 illustrates a concept of transmitting and receiving packets between a wireless power transmission device and an electronic device through modulation and demodulation of a wireless power signal in wireless power transmission according to the embodiments disclosed herein.
도 9를 참조하면, 무선 전력 전송장치에 포함된 상기 전력 변환부(111)는 무선 전력 신호를 형성한다. 상기 무선 전력 신호는 상기 전력 변환부(111)에 포함된 전송 코일(1111)을 통하여 형성된다.Referring to FIG. 9, the
상기 전력 변환부(111)에 의하여 형성된 무선 전력 신호(10a)는 전자 기기(200)에 도달하여, 상기 전자 기기(200)에 포함된 전력 수신부(291)를 통하여 수신된다. 상기 형성된 무선 전력 신호는 상기 전력 수신부(291)에 포함된 수신 코일(2911)을 통하여 수신된다.The
상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 전력 수신부(291)와 연결된 상기 변복조부(293)을 제어하여 상기 전자 기기(200)가 상기 무선 전력 신호를 수신하는 중에 상기 무선 전력 신호를 변조(modulation)한다. 상기 수신되는 무선 전력 신호가 변조되는 경우에 상기 무선 전력 신호는 자기장(magnetic field) 또는 전자기장(electro-magnetic field) 내에서 폐루프(closed-loop)를 형성하므로 상기 전자 기기(200)가 상기 무선 전력 신호를 수신하는 중에 상기 무선 전력 신호를 변조(modulation)하는 경우, 상기 무선 전력 전송장치는 변조된 무선 전력 신호(10b)를 감지할 수 있다. 상기 변복조부(113)는 상기 감지된 무선 전력 신호를 복조(demodulation)하고, 복조된 무선 전력 신호로부터 상기 패킷을 디코드할 수 있다.The power
한편, 상기 무선 전력 전송장치와 상기 전자 기기(200) 간의 통신에 사용되는 변조 방법은 진폭 변조(Amplitude Modulation)일 수 있다. 전술된 바와 같이, 상기 진폭 변조 방식은 상기 전력 변환부(111)가 형성한 무선 전력 신호(10a)의 진폭을 상기 전자 기기(200) 측의 변복조부(293)가 변경시켜 상기 무선 전력 전송장치 측의 변복조부(293)가 상기 변조된 무선 전력 신호(10b)의 진폭을 검출하는 백스캐터 변조(backscatter modulation) 방식일 수 있다.
Meanwhile, a modulation method used for communication between the wireless power transmission apparatus and the
무선 전력 신호의 변조 및 복조Modulation and demodulation of wireless power signals
이하, 도 10, 도 11a, 도 11b 및 도 11c을 참조하여 상기 무선 전력 전송장치 및 상기 전자 기기(200) 사이에서 송수신되는 패킷의 변조 및 복조에 대하여 설명된다.Modulation and demodulation of packets transmitted and received between the wireless power transmission apparatus and the
도 10은 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 무선 전력 전송에서 전력 제어 메시지를 송수신하기 위한 구성을 도시한다. 도 11a, 도 11b 및 도 11c는 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 무선 전력 전송에서 수행되는 변조 및 복조에서의 신호의 형태를 도시한다.10 illustrates a configuration for transmitting and receiving a power control message in a wireless power transmission according to the embodiments disclosed herein. 11A, 11B, and 11C illustrate the form of signals in modulation and demodulation performed in a wireless power transmission in accordance with the embodiments disclosed herein.
도 10을 참조하면, 상기 전자 기기(200) 측의 상기 전력 수신부(291)를 통하여 수신되는 무선 전력 신호는 도 11a 에 도시된 바와 같이 변조되지 않은 무선 전력 신호(51)이다. 상기 전력 수신부(291) 내의 공진 형성 회로(2912)에 의하여 설정된 공진 주파수에 따라 상기 전자 기기(200) 및 상기 무선 전력 전송장치 사이에 공진 결합이 이루어지고, 상기 수신 코일(2911b)을 통하여 상기 무선 전력 신호(51)가 수신된다.Referring to FIG. 10, a wireless power signal received through the
전력 수신 제어부(292)는 상기 전력 수신부(291)을 통하여 수신되는 무선 전력 신호(51)를 상기 변복조부(293) 내의 부하 임피던스(Impedance)를 변경시킴으로써 변조한다. 상기 변복조부(293)는 상기 무선 전력 신호(51)를 변조하기 위한 수동 소자(2931) 및 능동 소자(2932)를 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 변복조부(293)는 상기 무선 전력 전송장치로 전송하고자 하는 패킷이 포함되도록 상기 무선 전력 신호(51)를 변조한다. 이때, 상기 패킷은 상기 변복조부(293) 내의 상기 능동 소자(2932)에 입력될 수 있다.The power
그 후, 상기 무선 전력 전송장치 측의 전력 송신 제어부(112)는 상기 변조된 무선 전력 신호(52)를 포락선 검출(Envelop Detection) 과정을 통하여 복조하고, 상기 검출된 신호(53)를 디지털 데이터(54)로 디코드한다. 상기 복조 과정은 변조된 무선 전력 신호에 의하여 상기 전력 변환부(111)를 흐르는 전류 또는 전압이 HI 상태(HI state) 및 LO 상태(LO state)로 두 가지 상태로 구분되는 것을 감지하고, 상기 상태들에 따라 구분되는 디지털 데이터를 기초로 상기 전자 기기(200)가 전송하고자 하는 패킷을 획득하는 것이다.Thereafter, the power
이하에서는, 상기 무선 전력 전송장치가 복조된 디지털 데이터로부터 상기 전자 기기(200)가 전송하고자 하는 전력 제어 메시지를 획득하는 과정을 설명한다. Hereinafter, the process of acquiring the power control message to be transmitted by the
도 11b 를 참조하면, 상기 전력 송신 제어부(112)는 포락선 검출된 신호로부터 클럭 신호(CLK)를 이용하여 인코딩된 비트를 검출한다. 상기 검출되는 인코딩된 비트는 상기 전자 기기(200) 측의 변조 과정에서 사용된 비트 인코딩 방법에 따라 인코딩 된 것이다. 어떤 실시 예들에서, 상기 비트 인코딩 방법은 NRZ(non-return to zero)일 수 있다. 어떤 실시 예들에서는, 상기 비트 인코딩 방법이 2-위상(bi-phase) 인코딩일 수 있다.Referring to FIG. 11B, the power
예컨대, 어떤 실시 예들에서, 상기 검출되는 비트는 차동 2-위상(differential bi-phase; DBP) 인코딩된 것일 수 있다. 상기 DBP 인코딩에 의하면, 상기 전자 기기(200) 측의 전력 수신 제어부(292)는 데이터 비트 1을 인코딩하기 위하여 두 번의 상태 전이(transitions)를 갖도록 하고, 데이터 비트 0을 인코딩하기 위하여 한 번의 상태 전이를 갖도록 한다. 즉, 데이터 비트 1은 상기 클럭 신호의 상승 에지(rising edge) 및 하강 에지(falling edge)에서 HI 상태 및 LO 상태간의 전이가 발생하도록 인코딩된 것이고, 데이터 비트 0은 상기 클럭 신호의 상승 에지에서 HI 상태 및 LO 상태간의 전이가 발생하도록 인코딩된 것일 수 있다.For example, in some embodiments, the detected bits may be differential bi-phase (DBP) encoded. According to the DBP encoding, the power
한편, 상기 전력 송신 제어부(112)는 비트 인코딩 방법에 따라 검출된 비트열로부터 패킷을 구성하는 바이트 포맷(byte format)을 이용하여 바이트 단위의 데이터를 획득할 수 있다. 어떤 실시 예들에서, 상기 검출된 비트열은 도 11c에 도시된 바와 같은 11 비트 비동기 직렬 포맷(11-bit asynchronous serial format)을 이용하여 전송된 것일 수 있다. 즉, 바이트의 시작을 알리는 시작 비트(start bit)와 종료를 알리는 종료 비트(stop)를 포함하고, 시작 비트와 종료 비트 사이에 데이터 비트들(b0 내지 b7)을 포함할 수 있다. 또한, 데이터의 오류를 검사하기 위한 패러티 비트(parity bit)가 추가될 수 있다. 상기 바이트 단위의 데이터는 전력 제어 메시지를 포함하는 패킷을 구성한다.
On the other hand, the power
[in-band two-way communication을 지원하는 경우][When in-band two-way communication is supported]
이상, 도 9에는 상기 무선 전력 전송 장치(100)가 형성한 반송파 신호(carrier signal)(10a)를 이용하여 상기 무선 전력 수신장치(200)가 패킷을 송신하는 것에 대하여 도시되었으나, 상기 무선 전력 전송 장치(100)도 위와 유사한 방식으로 상기 무선 전력 수신장치(200)에 데이터를 전송할 수 있다.Although the wireless
즉, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 변복조부(113)를 제어하여 상기 무선 전력 수신장치(200)에 보낼 데이터가 상기 반송파 신호(10a)에 실리도록 변조할 수 있다. 이와 같은 경우 상기 무선 전력 수신장치(200) 측의 상기 전력 수신 제어부(292)가 상기 변조된 상기 반송파 신호(10a)로부터 데이터를 획득할 수 있도록 상기 변복조부(293)를 제어하여 복조를 수행할 수 있다.
That is, the power
패킷 포맷Packet format
이하에서는, 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 무선 전력 신호를 이용한 통신에서 사용되는 패킷의 구조가 설명된다.Hereinafter, the structure of a packet used in communication using a wireless power signal according to the embodiments disclosed herein will be described.
도 12a, 도 12b 및 도 12c는 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 무선 전력 전달방법에 사용되는 전력 제어 메시지를 포함하는 패킷을 도시한다.12A, 12B and 12C illustrate a packet including a power control message used in a wireless power transfer method according to the embodiments disclosed herein.
도 12a를 참조하면, 상기 무선 전력 전송장치 및 상기 전자 기기(200)는 전송하고자 하는 데이터를 명령 패킷(command_packet)(510)의 형태로 송수신할 수 있다. 상기 명령 패킷(510)은 헤더(511) 및 메시지(512)를 포함하도록 구성될 수 있다.Referring to FIG. 12A, the wireless power transmission apparatus and the
상기 헤더(511)는 상기 메시지(512)에 포함되는 데이터의 종류를 지시하는 필드를 포함할 수 있다. 상기 데이터의 종류를 지시하는 필드가 나타내는 값을 기초로 상기 메시지의 크기 및 그 종류가 결정될 수 있다. The
또한, 상기 헤더(511)는 상기 패킷의 발신자를 식별할 수 있는 주소 필드를 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 주소 필드는 상기 전자 기기(200)의 식별자 또는 상기 전자 기기(200)가 속한 그룹의 식별자를 나타낼 수 있다. 상기 전자 기기(200)가 상기 패킷(510)을 전송하고자 하는 경우에, 상기 전자 기기(200)는 상기 패킷(510)의 상기 주소 필드가 자신의 식별 정보를 나타내도록 상기 패킷(510)을 생성할 수 있다.In addition, the
상기 메시지(512)는 상기 패킷(510)의 발신자가 전송하고자 하는 데이터를 포함한다. 상기 메시지(512)에 포함되는 데이터는 상대방에 대한 보고 사항(report), 요청 사항(request) 또는 응답 사항(response)일 수 있다.The
한편, 어떤 실시 예에 있어서, 상기 명령 패킷(510)은 도 12b에 도시된 바와 같이 구성될 수 있다. 상기 명령 패킷(510)에 포함된 상기 헤더(511)는 일정한 크기로 표현될 수 있다. 예컨대, 상기 헤더(511)는 두 바이트의 크기일 수 있다.Meanwhile, in some embodiments, the
상기 헤더(511)는 수신 주소 필드(5111)를 포함하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 상기 수신 주소 필드는 6 비트의 크기일 수 있다.The
상기 헤더(511)는 OCF(Operation command field)(5112) 또는 OGF(Operation group field)(5113)를 포함하도록 구성될 수 있다. OGF(5113)는 상기 전자 기기(200)를 위한 커맨드의 그룹별로 부여되는 값이며, OCF(5112)는 상기 전자 기기(200)가 포함된 각 그룹 내에 존재하는 커맨드 별로 부여되는 값이다.The
상기 메시지(512)는 파라미터의 길이(length) 필드(5121a)와 파라미터의 값(value) 필드(5122a)로 구분하여 표현될 수 있다. 즉, 상기 패킷(510)의 발신자는 상기 메시지를 상기 전송하고자 하는 데이터를 표현하기 위해 필요한 하나 이상의 파라미터의 길이-값 쌍(5121a-5122a 등)의 형태로 구성할 수 있다.The
도 12c를 참조하면, 상기 무선 전력 전송장치 및 상기 전자 기기(200)는 상기 명령 패킷(510)에 전송을 위한 프리앰블(520) 및 체크섬(530)을 부가한 패킷의 형태로 상기 데이터를 송수신 할 수 있다.Referring to FIG. 12C, the wireless power transmission apparatus and the
상기 프리앰블(520)은 상기 무선 전력 전송장치가 수신되는 데이터와 동기화를 수행하고 상기 명령 패킷(510)의 시작 비트를 정확히 검출하기 위해 사용된다. 상기 프리앰블(520)은 동일한 비트가 반복되도록 구성될 수 있다. 예컨대, 상기 프리앰블(520)은 상기 DBP 인코딩에 따른 데이터 비트 1이 11번 내지 25번 반복되도록 구성될 수 있다.The
상기 체크섬(530)은 전력 제어 메시지가 전송되는 도중에 상기 명령 패킷(510)에 발생할 수 있는 오류를 감지하기 위하여 사용된다.
The
동작 상태(Phases) Phases
이하에서, 일대일 통신에 있어서, 상기 무선 전력 전송장치 및 상기 무선 전력 수신장치(200)의 동작 상태들에 대하여 설명된다.Hereinafter, the operation states of the wireless power transmission apparatus and the wireless
도 13은 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 무선 전력 전송장치 및 무선 전력 수신장치(200)의 동작 상태들을 도시한다. 또한, 도 14 내지 도 18은 상기 무선 전력 전송장치 및 무선 전력 수신장치(200)간의 전력 제어 메시지를 포함하는 패킷들의 구조를 도시한다.13 illustrates operating states of a wireless power transmission apparatus and a wireless
도 13을 참조하면, 익스클루시브 방식을 따르는, 무선 전력 전송을 위한 무선 전력 수신장치(200)의 동작 상태는 선택 상태(Selection Phase) (610), 검출 상태(Ping Phase)(620), 식별 및 설정 상태(Identification and Configuration Phase)(630), 그리고 전력 전송 상태(Power Transfer Phase)(640)로 구분될 수 있다.13, an operation state of a wireless
상기 선택 상태(610)에서는 상기 무선 전력 전송장치가 무선으로 전력을 전송할 수 있는 범위 내에 물체(object)들이 존재하는지 여부를 감지하고, 상기 검출 상태(620)에서는 상기 무선 전력 전송장치가 상기 감지된 물체로 검출 신호를 보내고, 상기 무선 전력 수신장치(200)는 상기 검출 신호에 대한 응답을 보낸다.In the selected
또한, 상기 식별 및 설정 상태(630)에서는 상기 무선 전력 전송장치가 이전 상태들을 통하여 선택된 무선 전력 수신장치(200)를 식별하고 전력 전달을 위한 설정 정보를 획득한다. 상기 전력 전송 상태(640)에서는 상기 무선 전력 전송장치가, 상기 무선 전력 수신장치(200)로부터 수신한 제어 메시지에 대응하여 전송하는 전력을 조절하면서, 상기 무선 전력 수신장치(200)로 전력을 전송한다.Also, in the identifying and setting state 630, the wireless power transmission apparatus identifies the selected wireless
이하에서는, 상기 각 동작 상태를 구체적으로 설명한다.Hereinafter, the respective operation states will be described in detail.
1) 선택 상태 (Selection Phase) 1) Selection Phase
상기 선택 상태(610)에 있는 무선 전력 전송장치는 감지 영역 내에 존재하는 무선 전력 수신장치(200)를 선택하기 위하여 검출 과정을 수행한다. 상기 감지 영역은, 전술된 바와 같이, 해당 영역 내의 물체가 상기 전력 변환부(111)의 전력의 특성에 영향을 미칠 수 있는 영역을 말한다. 상기 검출 상태(620)와 비교하여, 상기 선택 상태(610)에서 무선 전력 수신장치(200)의 선택을 위한 검출 과정은 전력 제어 메시지를 이용하여 상기 무선 전력 수신장치(200)로부터 응답을 수신하는 방식 대신에, 상기 무선 전력 전송장치 측의 전력 변환부에서 무선 전력 신호를 형성하기 위한 전력량이 변화하는 것을 감지하여 일정 범위 내에 물체가 존재하는지 확인하는 과정이다. 상기 선택 상태(610)에서의 검출 과정은 후술될 검출 상태(620)에서 디지털 형식의 패킷을 이용하지 아니하고 무선 전력 신호를 이용하여 물체를 검출하는 점에서 아날로그 검출 과정(analog ping)으로 불릴 수 있다.The wireless power transmission apparatus in the selected
상기 선택 상태(610)의 무선 전력 전송장치는 상기 감지 영역 내에 물체가 들어오고 나가는 것을 감지할 수 있다. 또한, 상기 무선 전력 전송장치는 상기 감지 영역 내에 있는 물체들 중에서 무선으로 전력을 전달할 수 있는 무선 전력 수신장치(200)와 그 밖의 물체들(예를 들어, 열쇠, 동전 등)을 구분할 수 있다.The wireless power transmission apparatus in the selected
전술된 바와 같이, 유도 결합 방식 및 공진 결합 방식에 따라 무선으로 전력을 전송할 수 있는 거리가 다르므로 상기 선택 상태(610)에서 물체가 검출되는 감지 영역은 서로 다를 수 있다.As described above, since the distance over which the electric power can be transmitted wirelessly differs according to the inductive coupling method and the resonant coupling method, the sensing area where the object is detected in the selected
먼저, 유도 결합 방식에 따라 전력이 전송되는 경우에 상기 선택 상태(610)의 무선 전력 전송장치는 물체들의 배치 및 제거를 감지하기 위하여 인터페이스 표면(미도시)을 모니터링할 수 있다.First, when power is transmitted according to the inductive coupling scheme, the wireless power transmission apparatus of the selected
또한, 상기 무선 전력 전송장치는 상기 인터페이스 표면의 상부에 놓인 무선 전력 수신장치(200)의 위치를 감지할 수도 있다. 전술된 바와 같이, 하나 이상의 전송 코일을 포함하도록 형성된 무선 전력 전송장치는 상기 선택 상태(610)에서 상기 검출 상태(620)로 진입하고, 상기 검출 상태(620)에서 각각의 코일을 이용하여 상기 물체로부터 검출 신호에 대한 응답이 전송되는지 여부를 확인하거나 또는 그 후 상기 식별 상태(630)로 진입하여 상기 물체로부터 식별 정보가 전송되는지 여부를 확인하는 방법을 수행할 수 있다. 상기 무선 전력 전송장치는 이와 같은 과정을 통하여 획득한 상기 감지된 무선 전력 수신장치(200)의 위치에 기초하여 무선 전력 전송에 사용될 코일을 결정할 수 있다.In addition, the wireless power transmission apparatus may sense the position of the wireless
또한, 공진 결합 방식에 따라 전력이 전송되는 경우에 상기 선택 상태(610)의 무선 전력 전송장치는 상기 감지 영역 내의 물체로 인한 상기 전력 변환부의 주파수, 전류, 전압 중 하나 이상이 변경되는 것을 감지함으로써 상기 물체를 검출할 수 있다.Also, when power is transmitted according to the resonant coupling scheme, the wireless power transmission apparatus of the selected
한편, 상기 선택 상태(610)의 무선 전력 전송장치는 상기 유도 결합 방식 및 공진 결합 방식에 따른 검출 방법 중 적어도 하나의 방법에 의하여 물체를 검출할 수 있다. 상기 무선 전력 전송장치는 각 전력 전송 방식에 따른 물체 검출 과정을 수행하고, 이후에 다른 상태들(620, 630, 640)로 진행하기 위하여 무선 전력 전달을 위한 결합 방식 중에서 상기 물체를 검출한 방식을 선택할 수 있다.Meanwhile, the wireless power transmission apparatus in the selected
한편, 상기 선택 상태(610)의 무선 전력 전송장치에 있어서, 물체를 검출하기 위하여 형성하는 무선 전력 신호와 이후 상태들(620, 630, 640)에서의 디지털 검출, 식별, 설정 및 전력 전송을 위하여 형성하는 무선 전력 신호는 그 주파수, 세기 등의 특성이 다를 수 있다. 이는 상기 무선 전력 전송장치의 선택 상태(610)는 물체를 검출하기 위한 대기 상태(idle phase)에 해당하여, 상기 무선 전력 전송장치가 대기 중의 소비 전력을 줄이거나, 또는 효율적인 물체 검출을 위하여 특화된 신호를 생성시킬 수 있도록 하기 위함이다.
On the other hand, in the wireless power transmission apparatus of the selected
2) 검출 상태 (Ping Phase) 2) Detection status (Ping Phase)
상기 검출 상태(620)에 있는 상기 무선 전력 전송장치가 전력 제어 메시지를 통해 상기 감지 영역 내에 존재하는 무선 전력 수신장치(200)를 검출하는 과정을 수행한다. 상기 선택 상태(610)에서 무선 전력 신호의 특성 등을 이용한 무선 전력 수신장치(200)의 검출 과정과 비교하여, 상기 검출 상태(620)에서의 검출 과정은 디지털 검출 과정(digital ping)이라 불릴 수 있다.The wireless power transmission apparatus in the
상기 검출 상태(620)에서 상기 무선 전력 전송장치는 상기 무선 전력 수신장치(200)를 검출하기 위한 무선 전력 신호를 형성하고, 상기 무선 전력 수신장치(200)에 의하여 변조된 무선 전력 신호를 복조하고, 상기 복조된 무선 전력 신호로부터 상기 검출 신호에 대한 응답에 해당하는 디지털 데이터 형태의 전력 제어 메시지를 획득한다. 상기 무선 전력 전송장치는 상기 검출 신호에 대한 응답에 해당하는 전력 제어 메시지를 수신함으로써 전력 전송의 대상이 되는 상기 무선 전력 수신장치(200)를 인지 할 수 있다.In the
상기 검출 상태(620)에 있는 상기 무선 전력 전송장치가 디지털 검출 과정을 수행하기 위하여 형성하는 검출 신호는 특정 동작 포인트(operating point)의 전력 신호를 일정한 시간 동안 인가함으로써 형성되는 무선 전력 신호일 수 있다. 상기 동작 포인트는 전송 코일(Tx coil)에 인가되는 전압의 주파수, 듀티 사이클(duty cycle) 및 진폭을 의미할 수 있다. 상기 무선 전력 전송장치는 상기 특정 동작 포인트의 전력 신호를 인가함으로써 생성된 상기 검출 신호를 일정한 시간 동안 생성하고, 상기 무선 전력 수신장치(200)로부터 전력 제어 메시지를 수신할 것을 시도할 수 있다.The detection signal formed by the wireless power transmission apparatus in the
한편, 상기 검출 신호에 대한 응답에 해당하는 전력 제어 메시지는 상기 무선 전력 수신장치(200)가 수신한 무선 전력 신호의 강도(strength)를 나타내는 메시지일 수 있다. 예를 들어, 상기 무선 전력 수신장치(200)는 도 14에 도시된 바와 같은 상기 검출 신호에 대한 응답으로서 수신된 무선 전력 신호의 강도를 나타내는 메시지가 포함된 신호 강도 패킷(Signal Strength Packet)(5100)을 전송할 수 있다. 상기 패킷(5100)은 신호 강도를 나타내는 패킷임을 알리는 헤더(5120) 및 상기 무선 전력 수신장치(200)가 수신한 전력 신호의 강도를 나타내는 메시지(5130)를 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 메시지(5130) 내의 전력 신호의 강도는 상기 무선 전력 전송장치와 상기 무선 전력 수신장치(200) 사이의 전력 전송을 위한 유도 결합 또는 공진 결합의 정도(degree of coupling)를 나타내는 값일 수 있다.Meanwhile, the power control message corresponding to the response to the detection signal may be a message indicating the strength of the wireless power signal received by the wireless
상기 무선 전력 전송장치는 상기 검출 신호에 대한 응답 메시지를 수신하여 상기 무선 전력 수신장치(200)를 발견한 후에, 상기 디지털 검출 과정을 연장하여 식별 및 검출 상태(630)로 진입할 수 있다. 즉, 상기 무선 전력 전송장치는 상기 무선 전력 수신장치(200)를 발견한 후에 상기 특정 동작 포인트의 전력 신호를 유지하여 상기 식별 및 검출 상태(630)에서 필요한 전력 제어 메시지를 수신할 수 있다.The wireless power transmission apparatus may receive the response message to the detection signal and detect the wireless
다만, 상기 무선 전력 전송장치가 전력을 전달할 수 있는 무선 전력 수신장치(200)를 발견하지 못한 경우, 상기 무선 전력 전송장치의 동작 상태는 상기 선택 상태(610)로 되돌아갈 수 있다.
However, if the wireless power transmission apparatus does not find the wireless
3) 식별 및 설정 상태 (Identification and Configuration Phase)3) Identification and Configuration Phase
상기 식별 및 설정 상태(630)의 무선 전력 전송장치는 상기 무선 전력 수신장치(200)가 전송하는 식별 정보 및/또는 설정 정보를 수신하여 전력 전달이 효율적으로 이루어지도록 제어할 수 있다.The wireless power transmission apparatus in the identification and setting state 630 may receive the identification information and / or the setting information transmitted from the wireless
상기 식별 및 설정 상태(630)에서 상기 무선 전력 수신장치(200)는 자신의 식별 정보를 포함하는 전력 제어 메시지를 전송할 수 있다. 이를 위하여, 상기 무선 전력 수신장치(200)는, 예컨대, 도 15a에 도시된 바와 같은 무선 전력 수신장치(200)의 식별 정보를 나타내는 메시지가 포함된 식별 패킷(Identification Packet)(5200) 을 전송할 수 있다. 상기 패킷(5200)은 식별 정보를 나타내는 패킷임을 알리는 헤더(5220) 및 상기 무선 전력 수신장치의 식별 정보를 포함하는 메시지(5230)를 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 메시지(5230)는 무선 전력 전송을 위한 규약의 버전을 나타내는 정보(2531 및 5232), 상기 무선 전력 수신장치(200)의 제조 업체를 식별하는 정보(5233), 확장 장치 식별자의 유무를 나타내는 정보(5234) 및 기본 장치 식별자(5235)를 포함하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 확장 장치 식별자의 유무를 나타내는 정보(5234)에 확장 장치 식별자가 존재하는 것으로 표시되는 경우, 도 15b에 도시된 바와 같은 확장 장치 식별자를 포함한 확장 식별 패킷(Extended Identification Packet)(5300) 이 별도로 전송될 수 있다. 상기 패킷(5300)은 확장 장치 식별자를 나타내는 패킷임을 알리는 헤더(5320) 및 확장 장치 식별자를 포함하는 메시지(5330)를 포함하도록 구성될 수 있다. 이와 같이 확장 장치 식별자가 사용되는 경우에, 상기 무선 전력 수신장치(200)를 식별하기 위하여 상기 제조 업체의 식별 정보(5233), 상기 기본 장치 식별자(5235) 및 상기 확장 장치 식별자(5330)에 기초한 정보가 사용될 수 있다.In the identifying and setting state 630, the wireless
상기 식별 및 설정 상태(630)에서 상기 무선 전력 수신장치(200)는 예상 최대 전력에 대한 정보를 포함하는 전력 제어 메시지를 전송할 수 있다. 이를 위하여, 상기 무선 전력 수신장치(200)는, 예컨대, 도 16에 도시된 바와 같은 설정 패킷(Configuration Packet)(5400) 을 전송할 수 있다. 상기 패킷은 설정 패킷임을 알리는 헤더(5420) 및 상기 예상 최대 전력에 대한 정보를 포함하는 메시지(5430)를 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 메시지(5430)는 전력 클래스(5431), 예상 최대 전력에 대한 정보(5432), 무선 전력 전송장치 측의 주요 셀의 전류를 결정하는 방법을 나타내는 지시자(5433), 선택적인 설정 패킷들의 수(5434)를 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 지시자(5433)는 무선 전력 전송을 위한 규약에 명시된 대로 상기 무선 전력 전송장치 측의 주요 셀의 전류가 결정될 것인지 여부를 나타내는 것일 수 있다.In the identifying and setting state 630, the wireless
한편, 상기 무선 전력 전송장치는 상기 식별 정보 및/또는 설정 정보를 기초로 상기 무선 전력 수신장치(200)와 전력 충전에 사용되는 전력 전달 규약(power transfer contract)을 생성할 수 있다. 상기 전력 전달 규약은 상기 전력 전달 상태(640)에서의 전력 전달 특성을 결정하는 파라미터들의 한정 사항들(limits)을 포함할 수 있다.Meanwhile, the wireless power transmission apparatus can generate a power transfer contract to be used for power charging with the wireless
상기 무선 전력 전송장치는 상기 전력 전달 상태(640)로 진입하기 전에 상기 식별 및 설정 상태(630)를 종료하고, 상기 선택 상태(610)로 되돌아 갈 수 있다. 예컨대, 상기 무선 전력 전송장치는 무선으로 전력을 수신할 수 있는 다른 무선 전력 수신장치를 찾기 위하여 상기 식별 및 설정 상태(630)를 종료할 수 있다.
The wireless power transmission apparatus may terminate the identification and setting state 630 and return to the selected
4) 전력 전송 상태 (Power Transfer Phase) 4) Power Transfer Phase (Power Transfer Phase)
상기 전력 전송 상태(640)에서의 상기 무선 전력 전송장치는 상기 무선 전력 수신장치(200)로 전력을 전송한다. The wireless power transmission apparatus in the power transmission state 640 transmits power to the wireless
상기 무선 전력 전송장치는 전력을 전송하는 도중에 상기 무선 전력 수신장치(200)로부터 전력 제어 메시지를 수신하고, 상기 수신한 전력 제어 메시지에 대응하여 상기 전송 코일에 인가되는 전력의 특성을 조절할 수 있다. 예를 들어, 상기 전송 코일의 전력 특성을 조절하기 위해 사용되는 전력 제어 메시지는 도 17에 도시된 바와 같은 제어 오류 패킷(Control Error Packet)( 5500)에 포함될 수 있다. 상기 패킷(5500)은 제어 오류 패킷임을 알리는 헤더(5520)와 제어 오류 값을 포함하는 메시지(5530)를 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 무선 전력 전송장치는 상기 제어 오류 값에 따라 상기 전송 코일에 인가되는 전력을 조절할 수 있다. 즉, 상기 전송 코일에 인가되는 전류는 상기 제어 오류 값이 0인 경우에 유지되고, 음수(negative value)인 경우에 감소되고, 양수(positive value)인 경우에 증가하도록 조절될 수 있다.The wireless power transmission apparatus may receive a power control message from the wireless
상기 전력 전송 상태(640)에서 상기 무선 전력 전송장치는 상기 식별 정보 및/또는 설정 정보를 기초로 생성된 전력 전달 규약(power transfer contract) 내의 파라미터들을 모니터링할 수 있다. 상기 파라미터들을 모니터링한 결과, 상기 무선 전력 수신장치(200)와의 전력 전송이 상기 전력 전달 규약 내에 포함되어 있는 한정 사항들을 위반하게 되는 경우에는 상기 무선 전력 전송장치는 상기 전력 전송을 취소하고 상기 선택 상태(610)로 되돌아갈 수 있다.In the power transfer state 640, the wireless power transmission device may monitor parameters in a power transfer contract generated based on the identification information and / or configuration information. As a result of monitoring the parameters, if the power transmission to the wireless
상기 무선 전력 전송장치는 상기 무선 전력 수신장치(200)로부터 전달된 전력 제어 메시지를 기초로 상기 전력 전송 상태(640)를 종료할 수 있다. The wireless power transmission apparatus may terminate the power transmission state 640 based on the power control message transmitted from the wireless
예를 들어, 상기 무선 전력 수신장치(200)가 전달된 전력을 이용하여 배터리를 충전하는 도중에 상기 배터리의 충전이 완료된 경우 상기 무선 전력 전송장치로 무선 전력 전송을 중지할 것을 요청하는 전력 제어 메시지를 전달할 수 있다. 이 경우, 상기 무선 전력 전송장치는 상기 전력 전송의 중지를 요청하는 메시지를 수신한 후, 무선 전력 전송을 종료하고 상기 선택 상태(610)로 되돌아 갈 수 있다.For example, if the charging of the battery is completed while the wireless
또 다른 예를 들어, 상기 무선 전력 수신장치(200)는 이미 생성된 전력 전달 규약을 갱신하기 위하여 재협상(renegotiation) 또는 재설정(reconfigure)을 요청하는 전력 제어 메시지를 전달할 수 있다. 상기 무선 전력 수신장치(200)는 현재 전송되는 전력량보다 많거나 적은 양의 전력이 필요한 경우에 상기 전력 전달 규약의 재협상을 요청하는 메시지를 전달할 수 있다. 이 경우, 상기 무선 전력 전송장치는 상기 전력 전달 규약의 재협상을 요청하는 메시지를 수신한 후, 무선 전력 전송을 종료하고 상기 식별 및 설정 상태(630)로 되돌아 갈 수 있다.As another example, the wireless
이를 위하여, 상기 무선 전력 수신장치(200)가 전송하는 메시지는, 예컨대, 도 18에 도시된 바와 같은 전력 전송 중단 패킷(End Power Transfer Packet)(5600)일 수 있다. 상기 패킷(5600)은 전력 전송 중단 패킷임을 알리는 헤더(5620) 및 중단의 이유를 나타내는 전력 전송 중단 코드를 포함하는 메시지(5630)를 포함하도록 구성될 수 있다. 상기 전력 전송 중단 코드는 충전 완료(Charge Complete), 내부 오류(Internal Fault), 과열(Over Temperature), 과전압(Over Voltage), 과전류(Over Current), 배터리 오류(Battery Failure), 재설정(Reconfigure), 무응답(No Response), 알려지지 않은 오류(Unknown) 중 어느 하나를 나타낼 수 있다.
To this end, the message transmitted by the wireless
다수의 전자 기기의 통신 방법A communication method of a plurality of electronic devices
이하, 하나의 무선 전력 송신장치로부터 하나 이상의 전자 기기들이 무선 전력 신호를 이용하여 통신을 수행하는 방법이 설명된다.Hereinafter, a method in which one or more electronic devices from one wireless power transmission apparatus performs communication using a wireless power signal will be described.
도 19는 무선 전력 전송장치가 하나 이상의 무선 전력 수신장치들에게 전력을 전달하는 방법을 도시한 개념도이다.19 is a conceptual diagram showing a method by which a wireless power transmission apparatus transmits electric power to one or more wireless power reception apparatuses.
상기 무선 전력 전송장치는 하나 이상의 무선 전력 수신 장치(200, 200')들을 위하여 전력을 전송할 수 있다. 도 19에는 두 개의 전자 기기들(200, 200')이 도시되어 있으나, 본 명세서에 개시된 실시 예들을 따르는 방법은 도시된 전자 기기들의 숫자로 제한되지 아니한다. The wireless power transmission apparatus may transmit power for one or more wireless
상기 무선 전력 전송장치의 무선 전력 전달 방식에 따라 상기 활동 영역 및 감지 영역은 차이가 있다. 따라서, 상기 무선 전력 전송장치는 공진 결합 방식의 활동 영역 또는 감지 영역에 배치된 무선 전력 수신장치가 존재하는지 여부, 또는 유도 결합 방식의 활동 영역 또는 감지 영역에 배치된 무선 전력 수신 장치가 존재하는지 여부를 판단할 수 있다. 상기 판단 결과에 따라 각 무선 전력 전달 방식을 지원하는 상기 무선 전력 전송 장치(100)는 각 무선 전력 수신장치에 대하여 전력 전달 방식을 변경할 수 있다.The active area and the sensing area differ depending on the wireless power transmission scheme of the wireless power transmission apparatus. Accordingly, the wireless power transmission apparatus may be configured to determine whether there is a wireless power receiving apparatus disposed in an active region or a sensing region of a resonant coupling scheme, or whether there is a wireless power receiving apparatus disposed in an active region or an inductive coupling type sensing region Can be determined. According to the determination result, the wireless
본 명세서에 개시된 실시 예들에 따른 무선 전력 전송에서는, 상기 무선 전력 전송장치가 동일한 무선 전력 전달 방식으로 하나 이상의 전자 기기들(200, 200')을 위하여 전력을 전송하는 경우에 상기 전자 기기들(200, 200')이 서로간 충돌 없이 상기 무선 전력 신호를 통하여 통신을 수행할 수 있다. In the wireless power transmission according to the embodiments disclosed herein, when the wireless power transmission device transmits power for one or more
도 19에 도시된 바와 같이, 상기 무선 전력 전송장치에 의하여 형성된 무선 전력 신호(10a)는 제 1 전자 기기(200') 및 제 2 전자 기기(200)에 도달한다. 상기 제 1 전자 기기(200') 및 제 2 전자 기기(200)는 상기 형성된 무선 전력 신호를 이용하여 전력 제어 메시지를 전송할 수 있다.As shown in FIG. 19, the
상기 제 1 전자 기기(200') 및 제 2 전자 기기(200)는 무선 전력 신호를 수신하는 전력 수신장치로 동작한다. 본 명세서에 개시된 실시 예들에 따른 상기 전력 수신장치는 상기 형성된 무선 전력 신호를 수신하는 전력 수신부(291', 291); 상기 수신된 무선 전력 신호에 대하여 변조 및 복조를 수행하는 변복조부(293', 293); 및 전력 수신장치의 각 구성요소들을 제어하는 제어부(292', 292)를 포함하도록 구성될 수 있다.
The first electronic device 200 'and the second
이하에서는 다대일 통신을 수행하는 무선 전력 전송장치, 다대일 통신을 수행하는 무선 전력 전송장치의 제어방법 및 다대일 통신을 수행하는 무선 충전 시스템(또는 무선 전력 전송 시스템)에 대하여, 도면과 함께 보다 구체적으로 살펴본다. Hereinafter, a wireless power transmission apparatus that performs many-to-one communication, a wireless power transmission apparatus that performs many-to-one communication, and a wireless charging system (or wireless power transmission system) that performs many- We will look at it in detail.
도 20a, 도 20b 및 도 20c는 본 발명의 따른 통신을 수행하기 위한 프레임 구조를 나타낸 구조도들이다. 또한, 도 21a 및 도 21b는 본 발명에 따른 싱크 패턴을 도시하였다. 도 22는 다대일 통신을 수행하는 무선 전력 전송장치 및 무선 전력 수신장치의 동작 상태를 도시하였다. 또한, 도 23은 제어 정보 패킷을 도시하였고, 도 24는 식별 데이터 패킷을 도시하였으며, 도 25는 설정 패킷을 도시하였고, 도 26은SRQ 데이터 패킷을 도시하였고, 도 27은 EPT 패킷을 도시하였다.20A, 20B and 20C are structural diagrams showing a frame structure for performing communication according to the present invention. 21A and 21B illustrate a sync pattern according to the present invention. 22 shows an operation state of a wireless power transmission apparatus and a wireless power reception apparatus that perform many-to-one communication. 23 shows the control information packet, Fig. 24 shows the identification data packet, Fig. 25 shows the setting packet, Fig. 26 shows the SRQ data packet, and Fig. 27 shows the EPT packet.
본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 전송장치는 전력 변환부(111)를 통하여, 무선으로 전력을 전송할 수 있다. 이때, 상기 무선 전력 전송장치는 유도 결합 방식 및 공진 결합 방식 중 적어도 하나의 방식으로 전력을 전송할 수 있다. The wireless power transmission apparatus according to an embodiment of the present invention can transmit power wirelessly through the
상기 무선 전력 전송장치의 전력 변환부(111)는 단일 코일 또는 복수의 코일로 구성될 수 있다. 이하에서 설명하는 통신방법을 수행하는 무선 전력 전송장치는 상기 전력 변환부(111)가 단일 코일 또는 복수의 코일로 구성된 경우 모두에 적용 가능하다. The
또한, 상기 전력 변환부(111)는 무선 전력 전송장치와 무선 전력 수신장치(200) 간의 통신을 수행하도록 무선 전력 신호를 전송할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 전력 변환부(111)에서 생성된 무선 전력 신호는, 변복조부(113)를 통하여, 변조 및 복조되어, 무선 전력 수신장치에 패킷으로 전송될 수 있다. 상기 변조 및 복조되는 방법은, 앞서 도 9의 설명으로 갈음할 수 있다.In addition, the
한편, 상기 무선 전력 전송장치는 하나의 무선전력 수신장치와 통신을 수행할 수도 있고, 복수의 무선 전력 수신장치와 통신을 수행할 수도 있다.Meanwhile, the wireless power transmission apparatus may perform communication with one wireless power receiving apparatus or may perform communication with a plurality of wireless power receiving apparatuses.
이때, 하나의 무선 전력 수신장치와 통신을 수행하는 방식을 익스클루시브 모드(exclusive mode)이고, 하나 또는 그 이상의 무선 전력 수신장치와 통신을 수행하는 방식을 쉐어드 모드(shared mode)라고 정의할 수 있다. 상기 익스클루시브 모드는 자기장 결합 계수가 0.3 또는 그 이상이고, 상기 쉐어드 모드는 자기장 결합 계수가 0.1 또는 그 이하일 수 있다.In this case, a method of performing communication with one wireless power receiving apparatus is an exclusive mode, and a method of performing communication with one or more wireless power receiving apparatuses is defined as a shared mode . The exclusive mode may have a magnetic field coupling coefficient of 0.3 or more, and the shared mode may have a magnetic field coupling coefficient of 0.1 or less.
상기 무선 전력 수신장치(200)는, 상기 무선 전력 수신장치(200)가 무선 전력 전송장치의 기능이 수행되는 기능 영역(functional area) 내에 위치한 경우, 상기 무선 전력 전송장치로부터 무선 전력 신호(power signal)를 수신할 수 있다. 이때, 상기 무선 전력 수신장치(200)는 상기 무선 전력 신호에 기초하여, 선택 상태로 동작을 시작할 수 있다.When the wireless
상기 선택 상태에서, 상기 무선 전력 수신장치(200)는, 상기 무선 전력 전송장치로부터 수신된 무선 전력 신호 내에, 특정 신호의 존재 여부에 따라, 익스클루시브 모드 또는 쉐어드 모드 중 어느 하나의 모드로 동작할 수 있다. 여기에서, 상기 특정 신호는 FSK(Frequency shift keying) 신호일 수 있다. 상기 FSK 신호는 무선 전력 수신장치에 동기화 정보 및 기타 정보들을 제공하기 위한 신호일 수 있다.In the selected state, the wireless
보다 구체적으로, 상기 무선 전력 수신장치(200)는 상기 선택 상태로 동작을 시작한 뒤, 즉시, 상기 무선 전력 신호 내의 FSK 신호의 존재를 감지할 수 있다. 만일, 상기 무선 전력 수신장치(200)가 상기 무선 전력 신호의 수신 시점부터, 기 설정된 시간이 경과하기 전, 상기 FSK 신호를 검출한 경우, 상기 무선 전력 수신장치(200)는 쉐어드 모드의 도입 상태를 진행할 수 있다. 여기에서, 기 설정된 시간은, 익스클루시브 모드의 검출 상태(digital ping) 시간을 의미하는 것으로, 예를 들어, 65ms일 수 있다. More specifically, the wireless
이와 달리, 상기 무선 전력 수신장치(200)가 상기 FSK 신호를 검출하지 않은 경우, 상기 무선 전력 수신장치(200)는 익스클루시브 모드로 동작할 수 있다. 이 경우, 상기 무선 전력 수신장치(200)는 도 13에 설명한 동작 상태를 진행할 수 있다. Alternatively, when the wireless
이하에서는, 상기 무선 전력 수신장치(200)가 쉐어드 모드를 진행하는 방법에 대하여, 도면과 함께 보다 구체적으로 살펴본다. Hereinafter, a method of the wireless
도 20a, 도 20b 및 도 20c 도시된 바와 같이, 무선 전력 수신장치가 쉐어드 모드로 동작하는 경우, 상기 무선 전력 전송장치는 복수의 슬롯(slot)(또는 타임 슬롯(time slot))들 제공하여, 하나 또는 그 이상의 무선 전력 수신장치와 통신을 수행할 수 있다. 상기 슬롯들은, 무선 전력 수신장치의 데이터 패킷의 전송에 적합한 길이를 갖는 슬롯들일 수 있다. 20A, 20B and 20C, when the wireless power receiving apparatus operates in the shared mode, the wireless power transmission apparatus provides a plurality of slots (or time slots) , And may communicate with one or more wireless power receiving devices. The slots may be slots having a length suitable for transmission of a data packet of the wireless power receiving apparatus.
상기 복수의 슬롯은, 각각 고정된 길이를 가지는 슬롯들일 수 있다. 또한, 상기 복수의 슬롯 중 연속하는 두 개의 슬롯들 사이에서, 상기 무선 전력 전송장치는 무선 전력 수신장치에게 싱크 패턴(sync pattern)을 전송할 수 있다. The plurality of slots may be slots each having a fixed length. Also, between two consecutive slots of the plurality of slots, the wireless power transmission apparatus may transmit a sync pattern to the wireless power reception apparatus.
상기 싱크 패턴은, 상기 복수의 슬롯들 중 연속하는 슬롯들 간에 위치하여, 상기 연속하는 슬롯들 간을 분리하는 역할을 수행할 수 있다. 또한, 상기 싱크 패턴은, 무선 전력 전송장치와 무선 전력 수신장치 간의 통신을 최적화하는 역할을 수행할 수 있다. 예를 들어, 상기 싱크 패턴은, 상기 무선 전력 수신 장치에게 충돌 발생 및 보장된 대기 시간에 대한 정보를 제공함으로써, 통신의 최적화를 수행할 수 있다. The sync pattern may be located between consecutive slots among the plurality of slots, and may perform a function of separating the consecutive slots. In addition, the sink pattern can optimize the communication between the wireless power transmission apparatus and the wireless power reception apparatus. For example, the sink pattern may perform communication optimization by providing the wireless power receiving apparatus with information on a collision occurrence and a guaranteed waiting time.
한편, 상기 복수의 슬롯들은 고정된 길이의 프레임(frame) 구조를 이룰 수 있다. 즉, 상기 프레임은 복수의 슬롯들로 구성될 수 있다. 여기에서, 상기 프레임은 전력 전송 중, 정보를 송수신하기 위한 통신 단위를 의미할 수 있다. 상기 프레임은, 기 설정된 길이를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 단일의 프레임은 1초(1000ms)의 시간 간격을 가질 수 있다.Meanwhile, the plurality of slots may have a fixed length frame structure. That is, the frame may be composed of a plurality of slots. Here, the frame may mean a communication unit for transmitting and receiving information during power transmission. The frame may have a predetermined length. For example, the single frame may have a time interval of one second (1000 ms).
즉, 무선 전력 전송장치는 프레임(frame) 단위로 통신을 수행할 수 있다. 즉, 무선 전력 전송 장치(100)는 1초 동안 제1 프레임을 통해 통신을 수행하고, 상기 1초가 경과한 다음 1초 동안에는 제2 프레임을 통해 통신을 수행할 수 있다. That is, the wireless power transmission apparatus can perform communication on a frame basis. That is, the wireless
상기 프레임은 싱크 패턴으로 시작될 수 있다. 즉, 상기 싱크 패턴은, 프레임과 프레임 사이에 존재하여, 프레임들 간을 분리하는 역할을 수행할 수 있다. 또한, 상기 싱크 패턴은, 프레임의 가장 앞쪽에 위치하여, 프레임의 시작을 알리는 역할을 수행할 수 있다. 즉, 상기 무선 전력 수신장치는, 상기 무선 전력 전송장치로부터 수신된 싱크 패턴을 통하여, 프레임의 시작을 감지할 수 있다. 예를 들어, 상기 싱크 패턴의 시작 비트(start bit)는 프레임의 시작을 나타낼 수 있다. The frame may begin with a sync pattern. That is, the sync pattern exists between a frame and a frame, and can perform a function of separating frames. In addition, the sync pattern may be located at the forefront of the frame to inform the start of the frame. That is, the wireless power receiving apparatus can detect the start of a frame through a sync pattern received from the wireless power transmission apparatus. For example, the start bit of the sync pattern may indicate the start of a frame.
또한, 상기 프레임은, 상기 싱크 패턴에 뒤이어, 무선 전력 전송장치와 무선 전력 수신장치 간의 전력을 측정에 이용되는 측정 슬롯을 구비할 수 있다. 상기 싱크 패턴에 바로 뒤에 위치한 슬롯은 측정 슬롯(measurement slot 또는 measurement window)일 수 있다. 상기 측정 슬롯은, 상기 무선 전력 전송장치 및 무선 전력 수신장치 간의 전력 측정을 용이하게 하기 위하여, 상기 무선 전력 전송장치 및 상기 무선 전력 수신장치 간의 통신이 수행되지 않는 슬롯, 즉, 통신 자유 슬롯으로 유지되는 슬롯일 수 있다. 상기 측정 슬롯은, 측정 윈도우라는 명칭으로도 불릴 수 있다. Further, the frame may include a measurement slot used for measuring power between the wireless power transmission device and the wireless power reception device, following the sync pattern. The slot immediately behind the sync pattern may be a measurement slot or a measurement window. Wherein the measurement slot is maintained in a slot in which communication between the wireless power transmission device and the wireless power reception device is not performed, i.e., a communication free slot, in order to facilitate power measurement between the wireless power transmission device and the wireless power reception device. Lt; / RTI > The measurement slot may also be referred to as a measurement window.
보다 구체적으로, 상기 무선 전력 전송장치는, 상기 측정 슬롯 내에서, 상기 무선 전력 수신장치에 전송한 전력을 결정할 수 있다. 또한, 각각의 무선 전력 수신장치는, 상기 측정 슬롯 내에서, 상기 무선 전력 전송장치에 자신의 수신한 전력량을 전송하도록 자신이 수신한 전력량을 결정할 수 있다. More specifically, the wireless power transmission apparatus can determine the power transmitted to the wireless power reception apparatus within the measurement slot. Each of the wireless power receiving apparatuses can determine the amount of power received by itself in the measurement slot to transmit the received amount of power to the wireless power transmission apparatus.
즉, 상기 무선 전력 전송장치는, 상기 측정 슬롯을 통하여, 무선 전력 수신장치에 전송하는 전력량을 인지하고, 앞으로 전송될 전력량을 제어할 수 있다. That is, the wireless power transmission apparatus can recognize the amount of power transmitted to the wireless power receiving apparatus through the measurement slot, and control the amount of power to be transmitted in the future.
이하의 상기 쉐어드 모드에서는, 상기 프레임의 시작을 알리는 싱크 패턴 및 상기 측정 슬롯을 모든 프레임에 구비할 수 있다. In the below shared mode, a sync pattern indicating the start of the frame and the measurement slot may be provided in all frames.
상기 프레임은, 다양한 형태로 구성될 수 있다. 상기 프레임을 구성하는 슬롯들의 수, 슬롯들의 길이, 프레임의 길이 등이 설계자의 설계에 의하여, 변경될 수 있다. 예를 들어, 상기 프레임은, 동일한 시간 간격을 갖는, 10개의 슬롯 및 10개의 싱크 패턴으로 구성될 수 있다. 또 다른 예로, 상기 프레임은, 동일한 시간 간격을 갖는, 8개의 슬롯 및 1개의 싱크 패턴으로 구성될 수 있다. 또 다른 예로, 상기 프레임은 서로 다른 시간 간격을 갖는 복수의 슬롯들로 구성될 수 있다. The frame may be configured in various forms. The number of slots constituting the frame, the length of the slots, the length of the frame, and the like can be changed according to the designer's design. For example, the frame may be composed of 10 slots and 10 sync patterns with the same time interval. As another example, the frame may be composed of eight slots and one sync pattern with the same time interval. As another example, the frame may be composed of a plurality of slots having different time intervals.
한편, 상기 쉐어드 모드에서는, 서로 다른 형태의 프레임이 함께 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 쉐어드 모드에서는, 복수의 슬롯을 가지는 슬롯 프레임(slotted frame) 및 특정 형태가 없는 자유 형식 프레임(free-format frame)을 사용할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 슬롯 프레임은 무선 전력 수신장치로부터, 상기 무선 전력 전송장치에게 짧은 데이터 패킷들의 전송을 위한 프레임이고, 자유 형식 프레임은 복수의 슬롯들을 구비하지 않아, 긴 데이터 패킷들의 전송이 가능한 프레임일 수 있다. On the other hand, in the share mode, different types of frames can be used together. For example, in the share mode, a slotted frame having a plurality of slots and a free-format frame having no specific shape can be used. More specifically, the slot frame is a frame for transmission of short data packets from the wireless power receiving device to the wireless power transmission device, and the free format frame does not have a plurality of slots, Lt; / RTI >
한편, 상기 슬롯 프레임 및 상기 자유 형식 프레임은, 당업자에 의하여 다양한 명칭으로 변경될 수 있다. 예를 들어, 상기 슬롯 프레임은, 채널 프레임으로, 상기 자유 형식 프레임은, 메시지 프레임 등으로 변경되어 명명 될 수 있다. Meanwhile, the slot frame and the free format frame may be changed to various names by those skilled in the art. For example, the slot frame may be changed to a channel frame, and the free format frame may be changed to a message frame or the like.
보다 구체적으로, 도 20a를 참조하면, 상기 슬롯 프레임은, 슬롯의 시작을 나타내는 싱크 패턴, 측정 슬롯, 9개의 슬롯들 및 상기 9개의 슬롯들 각각에 앞서, 동일한 시간 간격을 갖는 추가적인 싱크 패턴을 포함할 수 있다. 여기에서, 상기 추가적인 싱크 패턴은, 앞서 설명한 프레임의 시작을 나타내는 싱크 패턴과 다른 싱크 패턴이다. 보다 구체적으로, 상기 추가적인 싱크 패턴은, 프레임의 시작을 나타내지 않고, 인접한 슬롯들(즉, 싱크 패턴의 양 옆에 위치한 연속하는 두 개의 슬롯들)과 관련된 정보를 나타낼 수 있다.More specifically, referring to FIG. 20A, the slot frame includes an additional sync pattern having the same time interval prior to each of the sync pattern, the measurement slot, the nine slots, and the nine slots indicating the start of the slot can do. Here, the additional sync pattern is a sync pattern different from the sync pattern indicating the start of the frame described above. More specifically, the additional sync pattern may not represent the beginning of a frame, but may represent information related to adjacent slots (i.e., two consecutive slots located on both sides of the sync pattern).
즉, 도 20a를 참조하면, 상기 9개의 슬롯들 중 연속하는 두 개의 슬롯들 사이에는, 각각 싱크 패턴이 위치할 수 있다. 이 경우, 상기 싱크 패턴은, 상기 연속하는 두 개의 슬롯들과 관련된 정보를 제공할 수 있다. That is, referring to FIG. 20A, a sync pattern may be located between two consecutive slots among the nine slots. In this case, the sync pattern may provide information related to the two consecutive slots.
또한, 상기 9개의 슬롯들 및 상기 9개의 슬롯들 각각에 앞서 제공되는 싱크 패턴들은, 각각 동일한 시간 간격을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 20a를 참조하면, 상기 9개의 슬롯들은 50ms의 시간 간격을 가질 수 있다. 또한, 상기 9개의 싱크 패턴들도 50ms의 시간 길이를 가질 수 있다. In addition, the sync patterns provided before each of the 9 slots and the 9 slots may have the same time interval. For example, referring to FIG. 20A, the nine slots may have a time interval of 50 ms. Also, the nine sync patterns may have a time length of 50 ms.
한편, 상기 슬롯 프레임은, 앞서 설명한 바와 다른 형태를 가질 수도 있다. 예를 들어, 도 20b를 참조하면, 슬롯의 시작을 나타내는 싱크 패턴, 측정 슬롯 및 복수의 슬롯들로 구성될 수 있다. 즉, 도 20b를 참조하면, 상기 슬롯 프레임은, 연속하는 두 개의 슬롯들 사이에, 싱크 패턴을 구비하지 않고, 프레임의 시작을 알리는 싱크 패턴만을 구비할 수 있다. Meanwhile, the slot frame may have a different form from that described above. For example, referring to FIG. 20B, a sync pattern indicating a start of a slot, a measurement slot, and a plurality of slots may be configured. That is, referring to FIG. 20B, the slot frame may include only a sync pattern, which indicates the start of a frame, without a sync pattern between two consecutive slots.
이 경우, 상기 프레임의 시작을 알리는 싱크 패턴은, 상기 슬롯 프레임을 구성하는 복수의 슬롯들의 상태 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 싱크 패턴은 상기 복수의 슬롯들 각각이 무선 전력 수신장치에 할당되었는지 여부에 대한 정보를 포함할 수 있다. In this case, the sync pattern informing the start of the frame may include state information of a plurality of slots constituting the slot frame. For example, the sink pattern may include information on whether each of the plurality of slots is allocated to a wireless power receiving apparatus.
또한, 도 20b를 참조하면, 상기 슬롯 프레임은 동일한 시간 간격을 가지는 슬롯들로 구성될 수 있다. 이때, 상기 슬롯들의 시간 간격은, 무선 전력 전송장치가 동시에 충전 가능한 무선 전력 수신장치의 개수에 의하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 무선 전력 전송장치가 동시에 8개의 무선 전력 수신장치에 전력의 전송이 가능한 경우, 하나의 슬롯은 125ms의 시간 간격을 가질 수 있다. Also, referring to FIG. 20B, the slot frame may be formed of slots having the same time interval. At this time, the time interval of the slots may be determined by the number of wireless power receiving devices that can be simultaneously charged by the wireless power transmission apparatus. For example, if a wireless power transmission apparatus is capable of transmitting power to eight wireless power receiving apparatuses at the same time, one slot may have a time interval of 125 ms.
한편, 도 20b를 참조하면, 상기 무선 전력 전송장치는 슬롯과 슬롯 사이에 싱크 패턴을 구비하지 않더라도, 슬롯과 슬롯들 사이에서, 이웃하는 슬롯의 상태를 나타내는 정보들을 무선 전력 수신장치에 전송할 수 있다. 예를 들어, 상기 슬롯들의 상태를 나타내는 정보는, 할당된 슬롯 정보(slot occupied indicator, SOI), 잠금 슬롯 정보(Start-up slot indicator, SSI), 자유 슬롯 정보(slot free indicator, SFI) 및, 슬롯 내에서 무선 전력 수신장치로부터 통신이 원할하게 수행되고 있는지 여부에 대한 정보(ACK, NAK, 무통신 신호, 통신 오류 신호) 등이 될 수 있다. Referring to FIG. 20B, the wireless power transmission apparatus may transmit information indicating a state of a neighboring slot to a wireless power receiving apparatus, between a slot and a slot, even if the wireless power transmission apparatus does not include a sync pattern between the slot and the slot . For example, the information indicating the status of the slots may include slot occupied indicator (SOI), start-up slot indicator (SSI), slot free indicator (SFI) (ACK, NAK, non-communication signal, communication error signal) about whether communication is smoothly performed in the slot from the wireless power receiving apparatus.
즉, 슬롯 프레임은, 슬롯과 슬롯 사이에 싱크 패턴을 구비하는지 여부와 무관하게, 이웃하는 슬롯들 간의 정보를 무선 전력 수신장치에 전송할 수 있다. 즉, 무선 전력 전송장치는 싱크 패턴 또는 싱크 비트의 형태로 무선 전력 수신장치에 제공할 수 있다. 이를 통하여, 무선 전력 수신장치는, 각 슬롯들의 상태 정보를 파악하고, 무선 전력 전송장치와 통신을 원활히 수행할 수 있다. That is, the slot frame may transmit information between neighboring slots to the wireless power receiving apparatus regardless of whether or not the slot pattern has a sync pattern between the slots. That is, the wireless power transmission apparatus can provide the wireless power receiving apparatus in the form of a sync pattern or a sync bit. Through this, the wireless power receiving apparatus can grasp the status information of each slot and can smoothly perform communication with the wireless power transmission apparatus.
이하의 설명은, 상기 슬롯 프레임의 형태와 무관하게 상기 슬롯 프레임에 모두 동일하게 적용될 수 있다.The following description is equally applicable to the slot frame irrespective of the form of the slot frame.
상기 슬롯 프레임을 구성하는 복수의 슬롯은 하나의 무선 전력 전송장치와 하나 또는 그 이상의 무선 전력 수신장치 간의 통신을 수행하도록 제공될 수 있다. The plurality of slots constituting the slot frame may be provided to perform communication between one radio power transmission apparatus and one or more radio power reception apparatuses.
상기 복수의 슬롯은 할당된 슬롯(allocated slot), 자유 슬롯(free slot), 측정 슬롯(measurement slot) 및 잠금 슬롯(locked slot) 중 적어도 하나로 구성될 수 있다. The plurality of slots may comprise at least one of an allocated slot, a free slot, a measurement slot, and a locked slot.
상기 할당된 슬롯은 특정 무선 전력 수신장치에 의하여 사용되는 슬롯일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 특정 무선 전력 수신장치 이외의 다른 무선 전력 수신장치는 상기 특정 무선 전력 수신장치에 할당된 슬롯 내에서, 상기 무선 전력 전송장치에게 정보의 전송이 제한될 수 있다. The assigned slot may be a slot used by a particular wireless power receiving device. More specifically, in a wireless power receiving apparatus other than the specific wireless power receiving apparatus, transmission of information to the wireless power transmitting apparatus may be restricted within a slot allocated to the specific wireless power receiving apparatus.
상기 자유 슬롯은 임의의 무선 전력 수신장치가 자유롭게 사용할 수 있는 슬롯일 수 있다. 즉, 상기 자유 슬롯은, 임의의 무선 전력 수신장치가 상기 자유 슬롯 내에서, 상기 무선 전력 전송장치에 정보를 전송할 수 있도록 제공된 슬롯일 수 있다. The free slot may be a slot that any wireless power receiving apparatus can freely use. That is, the free slot may be a slot provided so that any wireless power receiving apparatus can transmit information to the wireless power transmission apparatus in the free slot.
상기 측정 슬롯은 전송된 전력 및 수신된 전력을 측정하기 위하여, 무선 전력 수신장치와 통신을 수행하지 않는 슬롯이다. 보다 구체적으로, 상기 측정 슬롯은, 무선 전력 전송장치 및 무선 전력 수신 장치 간의 전력 정보를 송수신할 수 있도록 제공된 슬롯일 수 있다. The measurement slot is a slot that does not communicate with the wireless power receiving device to measure the transmitted power and the received power. More specifically, the measurement slot may be a slot provided to transmit and receive power information between the wireless power transmission apparatus and the wireless power reception apparatus.
상기 잠금 슬롯은 일시적으로 특정 무선 전력 수신장치에 의하여 사용되도록 잠겨있는 슬롯일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 잠금 슬롯은, 특정 무선 전력 수신장치가 초기화 단계(start-up sequence)를 수행하기 위하여, 초기화 단계에서, 특정 무선 전력 수신장치만, 접근이 가능한 슬롯일 수 있다. 상기 초기화 단계는 하기에서 보다 구체적으로 설명한다.The lock slot may be a slot that is temporarily locked for use by a particular wireless power receiving device. More specifically, the lock slot may be a slot in which a specific wireless power receiving apparatus can access only a specific wireless power receiving apparatus in the initialization step, in order to perform a start-up sequence. The initialization step will be described in more detail below.
상기 잠금 슬롯은 상기 특정 무선 전력 수신장치 이외의 다른 무선 전력 수신장치의 접근이 제한될 수 있다. 즉, 상기 잠금 슬롯이 제공된 상태에서, 다른 무선 전력 수신장치는 상기 잠금 슬롯 내에서, 정보의 전송이 제한될 수 있다. The lock slot may restrict access to a wireless power receiving apparatus other than the specific wireless power receiving apparatus. That is, in a state in which the lock slot is provided, other wireless power receiving apparatuses can restrict transmission of information within the lock slot.
한편, 상기 잠금 슬롯은, 일시적으로 제공되는 것으로, 상기 특정 무선 전력 수신장치의 초기화 단계가 완료되면, 다시 자유 슬롯으로 제공될 수 있다.
Meanwhile, the lock slot is temporarily provided, and when the initialization step of the specific wireless power receiving apparatus is completed, the lock slot can be provided again as a free slot.
상기 복수의 슬롯 각각은 제한된 시간 길이를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 슬롯 각각은, 50ms의 시간 길이를 가질 수 있다. 상기 각각의 슬롯이 50ms를 가지기 때문에, 상기 무선 전력 수신장치는, 하나의 슬롯 당 대략 5byte 정도의 데이터를 전송할 수 있다. Each of the plurality of slots may have a limited time length. For example, each of the plurality of slots may have a time length of 50 ms. Since each slot has 50 ms, the wireless power receiving apparatus can transmit about 5 bytes of data per slot.
상기 슬롯 프레임의 구조는 당업자에 의하여 용이하게 변경될 수 있으며, 상기 슬롯 프레임의 구조와 무관하게 이하의 설명의 통신 방식이 동일하게 수행될 수 있다. The structure of the slot frame can be easily changed by those skilled in the art, and the communication method described below can be performed in the same manner regardless of the structure of the slot frame.
또한, 도 20c를 참조하면, 상기 자유 형식 프레임은, 프레임의 시작을 나타내는 싱크 패턴 및 측정 슬롯 이외에, 구체적인 형태을 가지지 않을 수 있다. 즉, 상기 자유 형식 프레임은, 상기 슬롯 프레임과 다른 역할을 수행하기 위한 것으로, 예를 들어, 상기 무선 전력 전송장치와 무선 전력 수신장치 간에 긴 데이터 패킷들(예를 들어, 추가 소유자 정보 패킷들)의 통신을 수행하거나, 복수의 코일로 구성된 무선 전력 전송장치에 있어서, 복수의 코일 중 어느 하나의 코일을 선택하는 역할을 위하여 사용될 수 있다. Also, referring to FIG. 20C, the free-form frame may not have a concrete form other than the sync pattern and the measurement slot indicating the start of the frame. That is, the free-form frame is for performing a different function from the slot frame, for example, between the wireless power transmission apparatus and the wireless power receiving apparatus, long data packets (for example, additional owner information packets) Or may be used for a role of selecting any one of a plurality of coils in a wireless power transmission apparatus composed of a plurality of coils.
이상에서는 프레임 구조들에 대하여 살펴보았다. The frame structures have been described above.
이하에서는, 각 프레임에 포함된 싱크 패턴에 대하여 도면과 함께 보다 구체적으로 살펴본다. Hereinafter, a sync pattern included in each frame will be described in more detail with reference to the drawings.
상기 싱크 패턴은, 슬롯들의 정보를 포함하는 신호로써, 다양한 형태로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 싱크 패턴은, 패턴으로 구현되거나, 패킷으로 구현될 수 있다. The sync pattern is a signal including information of slots, and can be implemented in various forms. For example, the sync pattern may be implemented as a pattern, or as a packet.
또한, 상기 싱크 패턴은, 프레임 구조에서 적어도 하나 이상 존재할 수 있다. 예를 들어, 상기 싱크 패턴은, 복수의 슬롯으로 구성된 프레임 구조에서, 각 슬롯의 앞쪽에 각각 구비되거나, 프레임의 가장 앞쪽에만 구비될 수 있다. 예를 들어, 상기 싱크 패턴은, 복수의 슬롯으로 구성된 프레임 내에서, 프레임의 가장 앞쪽 및 각 슬롯들 사이에 구비될 수 있다. 또 다른 예로, 상기 싱크 패턴은, 복수의 슬롯으로 구성된 프레임 내에서, 프레임의 가장 앞쪽에만 구비될 수 있다. Also, at least one sync pattern may exist in the frame structure. For example, the sync pattern may be provided in front of each slot in a frame structure composed of a plurality of slots, or may be provided only at the front of the frame. For example, the sync pattern may be provided at the forefront of the frame and between the slots in a frame composed of a plurality of slots. As another example, the sync pattern may be provided only at the front of the frame in a frame composed of a plurality of slots.
상기 싱크 패턴은, 다양한 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 싱크 패턴은, 슬롯의 상태 정보, 프레임의 상태 정보, 프레임의 구조, 통신 수행 상태 정보 등을 포함할 수 있다. The sync pattern may include various information. For example, the sync pattern may include slot state information, frame state information, frame structure, communication performance state information, and the like.
예를 들어, 도 21a를 참조하면, 상기 싱크 패턴은 서문(preamble), 시작 비트(start bit), 응답 필드(Resonse field), 타입 필드(type field), 정보 필드(info field) 및 패리티 비트(parity bit)로 구성될 수 있다. 도 21a에서는, 상기 시작 비트가 ZERO로 도시되어 있다. For example, referring to FIG. 21A, the sync pattern includes a preamble, a start bit, a response field, a type field, an info field, and a parity bit parity bit). In Fig. 21A, the start bit is shown as ZERO.
보다 구체적으로, 상기 서문은 연속되는 비트들로 이루어져 있으며, 모두 0으로 설정될 수 있다. 즉, 상기 서문은 싱크 패턴의 시간 길이를 맞추기 위한 비트들일 수 있다. More specifically, the preamble consists of consecutive bits, all of which may be set to zero. That is, the preamble may be bits for matching the time length of the sync pattern.
상기 서문을 구성하는 비트들의 개수는 싱크 패턴의 길이가 50ms에 가장 가깝도록, 그러나, 50ms를 초과하지 않는 범위 내에서, 동작 주파수에 종속될 수 있다. 예를 들어, 동작 주파수가 100kHz인 경우, 싱크 패턴은 2개의 서문 비트들로 구성되고, 동작 주파수가 105kHz인 경우, 싱크 패턴은, 3개의 서문 비트들로 구성될 수 있다. The number of bits constituting the preamble may depend on the operating frequency such that the length of the sync pattern is closest to 50 ms, but not exceeding 50 ms. For example, if the operating frequency is 100 kHz, the sync pattern is composed of two preamble bits, and if the operating frequency is 105 kHz, the sync pattern may be composed of three preamble bits.
상기 시작 비트는 서문 다음에 따라오는 비트로 제로(ZERO)를 의미할 수 있다. 상기 제로(ZERO)는 싱크 패턴의 종류를 나타내는 비트일 수 있다. 여기에서, 싱크 패턴의 종류는, 프레임과 관련된 정보를 포함하는 프레임 싱크(frame sync)와 슬롯의 정보를 포함하는 슬롯 싱크(slot sync)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 싱크 패턴은, 연속하는 프레임들 사이에 위치하며, 프레임의 시작을 나타내는 프레임 싱크이거나, 프레임을 구성하는 복수의 슬롯 중 연속하는 슬롯들 사이에 위치하며, 상기 연속하는 슬롯과 관련된 정보를 포함하는 슬롯 싱크일 수 있다. 예를 들어, 상기 제로가 0인 경우, 해당 슬롯이 슬롯과 슬롯 사이에 위치한, 슬롯 싱크임을 의미하고, 1인 경우, 해당 싱크 패턴이 프레임과 프레임 사이에 위치한 프레임 싱크임을 의미할 수 있다. The start bit is a bit following the preamble, and may be a zero (ZERO). The zero (ZERO) may be a bit indicating the type of the sync pattern. Here, the type of the sync pattern may include a frame sync including information related to a frame and a slot sync including information on the slot. That is, the sync pattern is located between consecutive frames, and is a frame sync indicating the start of a frame, or is located between consecutive slots among a plurality of slots constituting a frame, and information relating to the consecutive slots Lt; / RTI > For example, if the zero is zero, it means that the corresponding slot is a slot sync located between the slot and the slot. If the slot sync is 1, the sync pattern is a frame sync located between the frame and the frame.
상기 패리티 비트는 싱크 패턴의 마지막 비트로, 싱크 패턴의 데이터 필드들(즉, 응답 필드, 타입 필드, 정보 필드)를 구성하는 비트들의 개수 정보를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 상기 패리티 비트는 상기 싱크 패턴의 데이터 필드들을 구성하는 비트의 개수가 짝수인 경우, 1, 그 밖의 경우(즉, 홀수인 경우), 0이 될 수 있다. The parity bit is the last bit of the sync pattern and may indicate the number of bits constituting the data fields of the sync pattern (i.e., the response field, the type field, and the information field). For example, the parity bit may be 1 if the number of bits constituting the data fields of the sync pattern is an even number, and may be 0 otherwise.
상기 응답(Response) 필드는 싱크 패턴 이전의 슬롯 내에서, 무선 전력 수신장치와의 통신에 대한, 무선 전력 전송장치의 응답 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 응답 필드는 무선 전력 수신장치와 통신의 수행이 감지되지 않은 경우, ‘00’을 가질 수 있다. 또한, 상기 응답 필드는 무선 전력 수신장치와의 통신에 통신 에러(communication error)가 감지된 경우, ‘01’을 가질 수 있다. 상기 통신 에러는, 두 개 또는 그 이상의 무선 전력 수신장치가 하나의 슬롯에 접근을 시도하여, 두 개 또는 그 이상의 무선 전력 수신장치 간의 충돌이 발생한 경우일 수 있다. The Response field may contain the response information of the wireless power transmission device for communication with the wireless power receiving device in a slot prior to the sync pattern. For example, the response field may have '00' if no performance of communication with the wireless power receiving device is detected. Further, the response field may have '01' when a communication error is detected in communication with the wireless power receiving apparatus. The communication error may be when two or more wireless power receiving devices attempt to access one slot and a collision occurs between two or more wireless power receiving devices.
또한, 상기 응답 필드는, 무선 전력 수신장치로부터 데이터 패킷을 정확하게 수신하였는지 여부를 나타내는 정보를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 응답필드는, 무선 전력 전송장치가 상기 데이터 패킷을 거부(deni)한 경우, “10”(10-not acknowledge, NAK), 무선 전력 전송장치가 상기 데이터 패킷을 확인(confirm)한 경우, “11”(11-acknowledge, ACK)이 될 수 있다. In addition, the response field may include information indicating whether or not the data packet has been correctly received from the wireless power receiving apparatus. More specifically, the response field may include a 10-acknowledgment (NAK), a 10-bit acknowledgment (NAK) if the wireless power transmission apparatus has denied the data packet, Quot; 11 " (11-acknowledge, ACK).
상기 타입 필드는 싱크 패턴의 종류를 나타낼 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 타입 필드는 상기 싱크 패턴이 프레임의 첫번째 싱크 패턴인 경우(즉, 프레임의 첫번째 싱크 패턴으로, 측정 슬롯 이전에 위치한 경우), 프레임 싱크임을 나타내는 ‘1’을 가질 수 있다. The type field may indicate the type of the sync pattern. More specifically, the type field may have a '1' indicating that the sync pattern is a frame sync when the sync pattern is the first sync pattern of the frame (i.e., the first sync pattern of the frame is located before the measurement slot).
또한, 상기 타입 필드는 슬롯 프레임에서, 싱크 패턴이 프레임의 첫번째 싱크 패턴이 아닌 경우, 슬롯 싱크임을 나타내는 ‘0’을 가질 수 있다. Also, in the slot frame, the type field may have a value '0' indicating that the sync pattern is a slot sync when the sync pattern is not the first sync pattern of the frame.
또한, 정보 필드는 타입 필드가 나타내는 싱크 패턴의 종류에 따라 그 값의 의미가 결정될 수 있다. 예를 들어, 타입 필드가 1인 경우(즉, 프레임 싱크를 나타내는 경우), 정보 필드의 의미는 프레임의 종류를 나타낼 수 있다. 즉, 정보 필드는 현재 프레임이 슬롯 프레임(slotted frame)인지 또는 자유 형식 프레임(free-format frame)인지 나타낼 수 있다. 예를 들어, 정보 필드가 ‘00’인 경우, 슬롯 프레임을, 정보 필드가 ‘01’인 경우, 자유 형식 프레임을 나타낼 수 있다. Further, the meaning of the information field can be determined according to the type of the sync pattern indicated by the type field. For example, if the type field is 1 (i.e., indicates a frame sync), the meaning of the information field may indicate the type of frame. That is, the information field may indicate whether the current frame is a slotted frame or a free-format frame. For example, if the information field is '00', a slot frame can be represented, and if the information field is '01', a free format frame can be represented.
이와 달리, 타입 필드가 0인 경우(즉, 슬롯 싱크인 경우), 상기 정보 필드는 싱크 패턴의 뒤에 위치한 다음 슬롯(next slot)의 상태를 나타낼 수 있다. 보다 구체적으로, 정보 필드는 다음 슬롯이 특정(specific) 무선 전력 수신장치에 할당된(allocated) 슬롯인 경우, ‘00’, 상기 특정 무선 전력 수신장치가 일시적으로 사용하기 위하여, 잠겨 있는 슬롯인 경우, ‘01’, 또는 임의의 무선 전력 수신장치가 자유롭게 사용 가능한 슬롯인 경우, ‘10’을 가질 수 있다.Alternatively, if the type field is zero (i.e., slot sync), the information field may indicate the state of the next slot after the sync pattern. More specifically, the information field is set to '00' if the next slot is a slot allocated to a specific wireless power receiving apparatus, '00' if the specific wireless power receiving apparatus is a slot locked for temporary use , '01', or '10' if any wireless power receiving device is a freely available slot.
또 다른 예로, 도 21b에 도시된 바와 같이, 상기 싱크 패턴은 프레임을 구성하는 복수의 슬롯 각각의 할당 여부 정보만을 포함할 수 있다. 이때, 상기 싱크 패턴은, 프레임 싱크로, 프레임의 가장 앞쪽에 위치한 싱크 패턴일 수 있다. As another example, as shown in FIG. 21B, the sync pattern may include only allocation information of each of a plurality of slots constituting a frame. In this case, the sync pattern may be a frame sync, or a sync pattern located at the forefront of the frame.
또한, 상기 싱크 패턴은, 복수의 슬롯의 개수에 대응되는 비트 수를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 슬롯이 9개 구비된 경우, 상기 싱크 패턴은 9개의 비트 수를 가질 수 있다. In addition, the sync pattern may have a bit number corresponding to the number of slots. For example, when there are nine slots, the sync pattern may have nine bits.
또한, 상기 싱크 패턴은, 각 슬롯 당 하나의 비트를 이용하여 할당 여부 정보를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 상기 싱크 패턴은, 복수의 슬롯 중 어느 하나의 슬롯이 할당된 경우(즉, 할당된 슬롯인 경우), ‘0’으로, 상기 복수의 슬롯 중 어느 하나의 슬롯이 할당되지 않은 경우(즉, 자유 슬롯인 경우), ‘1’로 표시할 수 있다. Also, the sync pattern may indicate allocation information using one bit for each slot. For example, the sync pattern may be set to '0' when any one of a plurality of slots is allocated (that is, when it is an allocated slot), and when any one of the slots is not allocated (I.e., in the case of a free slot), it can be expressed as '1'.
이상에서는, 싱크 패턴의 구조에 대하여 살펴보았다. The structure of the sync pattern has been described above.
이하에서는, 쉐어드 모드에서의 무선 전력 수신장치의 동작 상태에 대하여 보다 구체적으로 살펴본다. Hereinafter, the operation state of the wireless power receiving apparatus in the shared mode will be described in more detail.
도 22을 참조하면, 쉐어드 모드로 동작하는 무선 전력 수신장치는, 선택 상태(Selection Phase) (2000), 도입 상태(Introduction Phase) (2010), 설정 상태(Configuration Phase) (2020), 교섭 상태(Negotiation Phase) (2030) 및 전력 전송 상태(Power Transfer Phase) (2040) 중 어느 하나의 상태로 동작할 수 있다. 22, the wireless power receiving apparatus operating in the shared mode includes a
우선, 본 발명의 일 실시 예에 따른 무선 전력 전송장치는 무선 전력 수신장치를 감지하기 위하여, 무선 전력 신호를 전송할 수 있다. 즉, 앞서 도 13에서 설명한 바와 같이, 이와 같은 무선 전력 신호를 이용하여, 무선 전력 수신장치를 감지하는 과정을 아날로그 핑(Analog ping)이라 할 수 있다. First, a wireless power transmission apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention may transmit a wireless power signal to detect a wireless power receiving apparatus. That is, as described above with reference to FIG. 13, the process of detecting the wireless power receiving apparatus using the wireless power signal may be referred to as analog ping.
한편, 상기 무선 전력 신호를 수신한 무선 전력 수신장치는 선택 상태(2000)에 진입할 수 있다. 상기 선택 상태(2000)에 진입한 무선 전력 수신장치는 앞서 설명한 바와 같이, 상기 무선 전력 신호 상에 FSK신호의 존재를 감지할 수 있다. On the other hand, the wireless power receiving apparatus receiving the wireless power signal can enter the selected state (2000). As described above, the wireless power receiving apparatus that has entered the selected
즉, 상기 무선 전력 수신장치는 상기 FSK 신호의 존재 여부에 따라 익스클루시브 모드 또는 쉐어드 모드 중 어느 하나의 방식으로 통신을 수행할 수 있다. That is, the wireless power receiving apparatus can perform communication in either the exclusive mode or the shared mode depending on whether the FSK signal is present or not.
보다 구체적으로, 상기 무선 전력 수신장치는 무선 전력 신호에 FSK 신호가 포함되어 있으면, 쉐어드 모드로 동작하고, 그렇지 않은 경우, 익스클루시브 모드로 동작할 수 있다. More specifically, the wireless power receiving apparatus may operate in a shared mode if the wireless power signal includes an FSK signal, and may otherwise operate in an exclusive mode.
만일, 상기 무선 전력 수신장치가 익스클루시브 모드로 동작하는 경우, 상기 무선 전력 수신장치는 도 13에 설명한 동작 상태를 진행할 수 있다. If the wireless power receiving apparatus operates in the exclusive mode, the wireless power receiving apparatus can proceed to the operating state illustrated in FIG.
만일, 상기 무선 전력 수신장치가 쉐어드 모드로 동작하는 경우, 상기 무선 전력 수신장치는 도입 상태(2010)에 진입할 수 있다. 상기 도입 상태(2010)에서, 상기 무선 전력 수신장치는, 상기 설정 상태, 교섭 상태 및 전력 전송 상태에서, 제어 정보 패킷(CI, Control Information packet)(2100)을 전송하기 위하여, 상기 무선 전력 전송장치에게 상기 제어 정보 패킷을 전송할 수 있다. 상기 제어 정보 패킷은, 헤더(Header) 및 제어와 관련된 정보를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제어 정보 패킷은, 헤더가 0X53일 수 있다. If the wireless power receiving apparatus operates in the shared mode, the wireless power receiving apparatus can enter the entering
도 23을 참조하면, 상기 제어 정보(CI) 패킷(2100)에는 무선 전력 수신장치가 수신한 전력 값 정보(received power value), 전력 전송에 대한 제어 오차 값 정보(control error value), 전력의 전송 중지 요청 정보(Fault) 등이 포함될 수 있다. Referring to FIG. 23, the control information (CI)
이때, 상기 무선 전력 전송장치는 상기 제어 정보(CI) 패킷에 기초하여, 상기 무선 전력 수신장치에 전송되는 전력량을 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 무선 전력 전송장치는 제어 오차 정보가 증가 또는 감소함에 따라, 상기 무선 전력 전송장치의 전력 변환부(111)를 구성하는 코일의 전류량을 증가 또는 감소시킬 수 있다. 또 다른 예로, 상기 무선 전력 전송장치는, 상기 수신된 전력 값 정보를 측정 슬롯의 평균값으로 사용할 수 있다. At this time, the wireless power transmission apparatus can control the amount of power transmitted to the wireless power reception apparatus, based on the control information (CI) packet. For example, as the control error information increases or decreases, the wireless power transmission apparatus can increase or decrease the amount of current of the coils constituting the
한편, 상기 무선 전력 전송장치는, 상기 복수의 슬롯 중 어느 하나의 슬롯 내에서, 상기 무선 전력 수신장치로부터 상기 제어 정보 패킷(CI)를 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 무선 전력 전송장치는, 제1프레임의 복수의 슬롯 중 제1슬롯 내에서, 상기 무선 전력 수신장치로부터, 상기 제어 정보를 수신할 수 있다. On the other hand, the radio power transmission apparatus can receive the control information packet (CI) from the radio power receiving apparatus in any slot among the plurality of slots. For example, the wireless power transmission apparatus may receive the control information from the wireless power receiving apparatus in a first one of a plurality of slots of the first frame.
상기 무선 전력 전송장치는 상기 제1 슬롯이 사용 가능한 경우, ACK(Acknowledge) 신호를 전송하고, 상기 제1슬롯이 사용 가능하지 않은 경우, NAK(not-Acknowledge) 신호를 상기 무선 전력 수신장치에 전송할 수 있다. The wireless power transmission apparatus transmits an acknowledge (ACK) signal when the first slot is available and a not-acknowledge (NAK) signal to the wireless power receiving apparatus when the first slot is not available .
보다 구체적으로, 상기 무선 전력 전송장치는 상기 제어 정보 패킷이 상기 제1 슬롯 내에서 성공적으로 수신되면, 상기 무선 전력 수신장치에 ACK 신호를 전송하고, 상기 제어 정보(CI) 패킷을 전송한 상기 무선 전력 수신장치와 다른 무선 전력 수신장치가 상기 제1슬롯 내에서 설정상태(2020) 또는 교섭상태(2030)을 진행하는 상태인 경우, NAK 신호를 전송할 수 있다. More specifically, the wireless power transmission apparatus transmits an ACK signal to the wireless power receiving apparatus when the control information packet is successfully received in the first slot, and transmits the ACK signal to the wireless A NAK signal may be transmitted when the power receiving apparatus and another wireless power receiving apparatus are in a state of proceeding to the
만일, 상기 무선 전력 수신장치에 ACK 신호를 전송하면, 상기 무선 전력 전송장치는 상기 무선 전력 수신장치에 상기 제1슬롯을 할당할 수 있다. 이때, 상기 무선 전력 수신장치는 설정상태(2020), 교섭상태(2030) 및 전력 전달 상태(2040)에서 상기 할당된 제1슬롯을 이용하여 제어 정보(CI) 패킷을 전송할 수 있다. 즉, 상기 무선 전력 수신장치는, ACK 신호가 수신되면, 상기 무선 전력 수신장치의 동작 상태와 무관하게 항상 제어 정보(CI) 패킷을 전송할 수 있다. If the ACK signal is transmitted to the wireless power receiving apparatus, the wireless power transmitting apparatus can allocate the first slot to the wireless power receiving apparatus. At this time, the wireless power receiving apparatus can transmit a control information (CI) packet using the allocated first slot in a
이와 달리, 상기 무선 전력 수신장치에 NAK 신호를 전송하면, 상기 무선 전력 전송장치는 상기 무선 전력 수신장치에 상기 제1슬롯을 할당하지 않을 수 있다. 이때, 상기 제1슬롯을 할당받지 못한, 무선 전력 수신장치는, ACK 신호를 수신할 때까지, 상기 제1 슬롯과 다른 나머지 슬롯들 중 어느 하나의 슬롯 내에서, 다시 제어 정보(CI) 패킷을 전송할 수 있다.Alternatively, if the NAK signal is transmitted to the wireless power receiving apparatus, the wireless power transmitting apparatus may not allocate the first slot to the wireless power receiving apparatus. At this time, the wireless power receiving apparatus, which has not been allocated the first slot, transmits a control information (CI) packet again in any one of slots other than the first slot until receiving the ACK signal Lt; / RTI >
한편, 상기 무선 전력 전송장치는 ACK 신호를 전송하여, 상기 무선 전력 수신장치가 설정상태(2020)에 진입하도록 허용한 경우, 상기 무선 전력 수신장치의 독점적 사용을 위한 잠금 슬롯들(locked slots)을 제공할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 무선 전력 전송장치는 상기 무선 전력 수신장치에게 상기 무선 전력 수신장치와 다른 무선 전력 수신장치에게 접근이 제한된 잠금 슬롯들을 제공할 수 있다. 이 경우, 상기 무선 전력 수신장치는, 상기 잠금 슬롯들을 이용하여, 상기 다른 무선 전력 수신장치와의 충돌 없이, 설정상태 및 교섭상태를 진행할 수 있다. Meanwhile, when the wireless power transmission apparatus transmits an ACK signal and permits the wireless power receiving apparatus to enter the
상기 설정상태(2020)는 상기 무선 전력 수신장치가 효율적으로 전력을 수신하도록 무선 전력 수신장치가 설정상태(2020)와 관련된 정보들을 전송하는 상태일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 설정상태(2020)는 쉐어드 모드에서, 상기 무선 전력 전송장치가 각 무선 전력 수신장치를 식별하도록 무선 전력 수신장치의 식별 정보들을 상기 무선 전력 전송장치에 제공하는 상태일 수 있다. The setting
즉, 상기 설정상태(2020)에서, 상기 무선 전력 전송장치는, 상기 잠금 슬롯들 내에서, 상기 무선 전력 수신장치로부터, 설정상태(2020)와 관련된 정보들을 수신할 수 있다. 여기에서, 상기 설정상태(2020)와 관련된 정보들은 식별 데이터 패킷들(identification data packets), 추가적인 소유자 데이터 패킷들(optionally proprietary data packets), 설정 패킷(CFG packet) 등을 포함할 수 있다. That is, in the
도 24를 참조하면, 상기 식별 데이터 패킷들은 IDHI packet 및 IDLO packet을 포함할 수 있다. 상기 IDHI 패킷의 헤더는 0X54, IDLO 패킷의 헤더는 0X55를 가질 수 있다. 또한, 상기 식별 데이터 패킷들은, 무선 전력 수신장치의 식별을 위한 고유의 식별 정보 (ID, identification), 무선 전력 수신장치에 적용된 무선 전력 전달 규약의 버전 정보(Version), 상기 식별 정보의 오류를 판단하는 순환 중복 검사(CRC, cyclic redundancy check) 정보를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 24, the identification data packets may include an IDHI packet and an IDLO packet. The header of the IDHI packet may have 0x54 and the header of the IDLO packet may have 0x55. The identification data packets may include unique identification information (ID, identification) for identification of the wireless power receiving apparatus, version information (version) of the wireless power transfer protocol applied to the wireless power receiving apparatus, And cyclic redundancy check (CRC) information.
상기 추가적인 소유자 데이터 패킷들(optional proprietary data packets)은, 5바이트 이상의 데이터 패킷들로, 자유 형식의 프레임을 통하여, 상기 무선 전력 전송장치에 수신될 수 있다. 상기 추가적인 소유자 데이터 패킷들은 무선 전력 수신장치의 소유와 관련된 정보들로, 예를 들어, 무선 전력 수신장치의 제조 회사 정보 등이 될 수 있다. The optional proprietary data packets may be received by the wireless power transmission device over free-form frames with data packets of 5 bytes or more. The additional owner data packets may be information associated with the possession of the wireless power receiving device, e.g., manufacturer information of the wireless power receiving device, and so on.
도 25를 참조하면, 상기 설정 패킷(CFG)(2700)는 추가적인 데이터 패킷들의 숫자를 포함하는 카운트(count) 정보, 신호의 변복조를 나타내는FSK 모듈레이션 뎁스(modulation depth)를 계산하기 위한 스케일링 인자(scaling factor)를 포함하는 뎁스(depth) 정보, 최대 파워(maximum power) 정보, 저전력, 중전력 및 고전력 중 어느 하나의 등급을 나타내는 무선 전력 수신장치의 전력 클래스(power class) 정보, 익스클루시브 모드에서만 제공되는 교섭상태(Neg) 정보, 무선 전력 전송장치 측의 주요 셀의 전류를 결정하는 방법을 나타내는 지시자(prop), FSK 신호의 극성 정보(pol) 및 윈도우 오프셋(window offset) 정보 등을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 25, the configuration packet (CFG) 2700 includes count information including a number of additional data packets, a scaling factor for calculating an FSK modulation depth indicating a modulation / a power class information of a wireless power receiving apparatus that indicates one of a depth information including a power factor, a maximum power information, a low power, a medium power, and a high power, An indicator (prop) indicating how to determine the current of the main cell on the side of the wireless power transmission apparatus, polarity information (pol) of the FSK signal, and window offset information, etc. .
상기 무선 전력 전송장치는, 상기 설정상태(2020)와 관련된 정보가 수신되면, 상기 무선 전력 수신장치에 ACK 신호, NAK 신호, 무통신 신호(no communication signal) 또는 통신 오류 신호 중 어느 하나로 응답할 수 있다. The wireless power transmission apparatus can respond to the wireless power receiving apparatus by either an ACK signal, a NAK signal, a no communication signal, or a communication error signal when information related to the setting
보다 구체적으로, 상기 무선 전력 전송장치는, 상기 식별 데이터 패킷들(IDHI, IDLO) 상에 CRC(cyclic redundancy check) 에러가 감지되면, 상기 무선 전력 수신장치에NAK 신호를, 그렇지 않은 경우, ACK 신호를 전송할 수 있다. More specifically, when the cyclic redundancy check (CRC) error is detected on the identification data packets (IDHI, IDLO), the wireless power transmission apparatus transmits a NAK signal to the wireless power receiving apparatus, Can be transmitted.
한편, 만일 상기 무선 전력 수신장치가 전력 전달 규약을 다시 설정하기 위하여, 재설정 요청 정보(EPT/reconfigure packet)에 기초하여, 전력 전송 상태(2040)에서, 다시 설정 상태(2020)로 되돌아온 경우, 상기 식별 데이터 패킷들은 상기 무선 전력 전송장치에 전송될 수도 있고, 전송되지 않을 수도 있다. On the other hand, if the wireless power receiving apparatus returns from the
또한, 상기 무선 전력 전송장치는, 상기 추가적인 소유자 데이터 패킷들이 기 설정된 데이터와 달라 인지 불가능한 경우, 상기 무선 전력 수신장치에 NAK 신호를, 그렇지 않은 경우, 특정 소유자 데이터 패킷들에 대하여, 적절하게 ACK 신호 또는 NAK 신호를 전송할 수 있다. 한편, 상기 추가적인 소유자 데이터 패킷들을 수신하기 위하여, 상기 무선 전력 수신장치는, 자유 형식 프레임을 사용하기 위하여, 상기 무선 전력 전송장치에 상기 자유 형식 프레임을 요청하는 자유 형식 프레임 삽입(insert free-format frame) 정보를 전송할 수 있다. In addition, the wireless power transmission apparatus may further comprise means for transmitting a NAK signal to the wireless power receiving apparatus when the additional owner data packets are different from predetermined data, Or a NAK signal. On the other hand, in order to receive the additional owner data packets, the wireless power receiving apparatus further includes a free-form frame insert requesting the free-form frame to use the free-form frame, ) Information.
또한, 상기 무선 전력 전송장치는, 상기 설정 패킷(CFG)을 수신하면, 설정 패킷에 포함된 정보에 대한 응답으로, ACK 신호를 전송할 수 있다. Further, the radio power transmission apparatus can transmit the ACK signal in response to the information included in the configuration packet upon receiving the configuration packet (CFG).
만일, 상기 무선 전력 전송장치가 상기 설정상태(2020)와 관련된 정보들에 대하여, 상기 무통신 신호 또는 통신 오류 신호를 전송하면, 상기 무선 전력 수신장치는 상기 무통신 신호 또는 통신 오류 신호를 수신한 데이터 패킷을 다시 전송할 수 있다.
If the wireless power transmission apparatus transmits the non-communication signal or the communication error signal to the information related to the setting
상기 무선 전력 수신장치는 상기 설정상태(2020)와 관련된 정보들을 수신한 후, 교섭상태(2030)에 진입할 수 있다. 다시 말하면, 상기 무선 전력 전송장치는 상기 설정상태(2020)에서 설정 패킷(CFG)을 수신하면, 상기 무선 전력 수신장치가 교섭상태(2030)에 진입하도록 허용할 수 있다. The wireless power receiving apparatus can enter the
상기 교섭상태(2030)는, 상기 무선 전력 수신장치에 효율적으로 전력을 전송하도록 상기 무선 전력 수신장치가 상기 무선 전력 전송장치에게 교섭상태(2030)와 관련된 정보들을 전송하는 상태일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 교섭상태(2030)는 쉐어드 모드에서, 상기 무선 전력 수신장치가, 무선 전력 수신장치에게 전송될 전력 정보들을 상기 무선 전력 전송장치에게 제공하는 상태일 수 있다. The
이때, 상기 무선 전력 전송장치는 상기 설정상태(2020)에서 제공된 잠금 슬롯들(locked slots)을 상기 교섭상태(2030)에서도 계속하여 제공할 수 있다. 즉, 상기 무선 전력 전송장치는 상기 잠금 슬롯들을 제공함으로써, 상기 무선 전력 수신장치 및 상기 무선 전력 수신장치와 다른 무선 전력 수신장치 간의 충돌 없이, 상기 교섭상태(2030)를 진행을 보장할 수 있다. At this time, the wireless power transmission apparatus may continue to provide the locked slots provided in the setting
상기 무선 전력 수신장치는, 상기 잠금 슬롯들을 이용하여, 교섭상태(2030)와 관련된 정보들을 전송할 수 있다. 다시 말하면, 상기 무선 전력 전송장치는 상기 잠금 슬롯들 내에서, 상기 무선 전력 수신장치로부터 교섭상태(2030)와 관련된 정보들을 수신할 수 있다. The wireless power receiving apparatus can transmit information related to the
여기에서, 상기 교섭상태(2030)와 관련된 정보들은 추가적인 소유자 데이터 패킷들(optinal proprietary data packets), 교섭 데이터 패킷들(negotiation data packets), 교섭상태 종료 요청 (SRQ/en, end-negotiation packet) 패킷을 포함할 수 있다. 상기 교섭 데이터 패킷들은, 구체적인 요청 패킷들(SRQ, specific request packets) 및 일반적인 요청 패킷들(GRQ, general request packets)을 포함할 수 있다. Herein, the information associated with the
도 26를 참조하면, 상기 SRQ 패킷(2800)은, 요청의 근거(request) 정보 및 요청 값(request value) 정보를 포함할 수 있다. 이때, 상기 요청의 근거 정보는 교섭 종료(end negotiation) 정보, 보장된 전력(guaranteed power) 정보, 수신된 전력 패킷 종류(received power packet type) 정보, 모듈레이션 뎁스(Modulation depth) 정보, 최대 파워(maximum power) 정보, 자유 형식 프레임 삽입(insert free-format frame) 정보 중 어느 하나가 될 수 있다. 상기 요청 값 정보는, 상기 요청의 근거 정보에 의하여 결정되는 변수 정보를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 26, the
상기 교섭상태 종료 요청 패킷은, 교섭상태(2030)를 종료를 요청하는 정보를 포함할 수 있다. 상기 무선 전력 수신장치는, 상기 교섭상태 종료 요청 패킷이 전송되면, 상기 교섭상태(2030)를 종료하고, 전력 전송 상태(2040)에 진입할 수 있다. The negotiation state termination request packet may include information requesting termination of
상기 무선 전력 전송장치는 상기 교섭상태(2030)와 관련된 정보가 수신되면, 상기 무선 전력 수신장치에 ACK 신호, NAK 신호, 무통신 신호 또는 통신 오류 신호 중 어느 하나로 응답할 수 있다. When the wireless power transmission apparatus receives information related to the
보다 구체적으로, 상기 무선 전력 전송장치는, 상기 교섭 데이터 패킷들에 대하여, 상기 무선 전력 수신장치에ACK 신호 또는 NAK 신호를 전송할 수 있다. More specifically, the wireless power transmission apparatus may transmit an ACK signal or a NAK signal to the wireless power receiving apparatus, for the negotiated data packets.
또한, 상기 무선 전력 전송장치는, 추가적인 소유자 데이터 패킷들이 기 설정된 데이터와 달라 인식이 불가능한 경우, 상기 무선 전력 수신장치에 NAK 신호를, 그렇지 않은 경우, ACK 신호 또는 NAK 신호를 적절하게 전송할 수 있다. In addition, the wireless power transmission apparatus may appropriately transmit a NAK signal to the wireless power receiving apparatus, or an ACK signal or a NAK signal if the additional owner data packets are unrecognizable unlike the predetermined data.
또한, 상기 무선 전력 전송장치는 상기 교섭상태(2030)와 관련된 정보에 대하여, 상기 무통신 신호 또는 통신 오류 신호를 수신한 경우, 상기 상기 무통신 신호 또는 통신 오류 신호를 수신한 데이터들을 다시 전송할 수 있다. In addition, the wireless power transmission apparatus may transmit the non-communication signal or the communication error signal to the wireless communication apparatus when receiving the non-communication signal or the communication error signal with respect to the information related to the
한편, 상기 무선 전력 전송장치는 상기 교섭상태(2030)와 관련된 정보들의 수신이 완료되면, 전력 전송 상태(Power Transfer Phase)(2040)에 진입할 수 있다. 예를 들어, 상기 무선 전력 전송장치는 교섭 상태 종료 요청 패킷(SRQ/en)이 수신되면, 상기 무선 전력 전송장치는 ACK 신호를 전송하고, 무선 전력 수신장치는 전력 전송 상태(2040)에 진입할 수 있다.Meanwhile, when the reception of the information related to the
이때, 상기 무선 전력 전송장치는 상기 교섭상태(2030)를 완료하면, 상기 무선 전력 수신장치에게 상기 잠금 슬롯들의 제공을 중지할 수 있다. At this time, when the wireless power transmission apparatus completes the
상기 전력 전송 상태(2040)는 무선으로 전력을 전송하는 상태를 의미할 수 있다. 상기 무선 전력 수신장치는 상기 전력 전송 상태(2040)에서, 상기 할당된 제1슬롯을 통하여, 제어 정보(CI) 패킷을 계속하여 전송할 수 있다. 또한, 상기 무선 전력 수신장치는, 복수의 슬롯 중 자유 슬롯들을 이용하여, 자유롭게 하나 또는 그 이상의 데이터 패킷들을 전송할 수 있다. The
보다 구체적으로, 상기 무선 전력 수신장치는 전력 전송 상태(2040)에서, 전력 전송 중단 패킷(EPT, End Power Transfer packet), 충전 상태 패킷(CHS2, Charge Status packet) 및 소유 데이터 패킷들(Proprietary data packets)을 전송할 수 있다. More specifically, the wireless power receiving apparatus transmits, in a
도 27를 참조하면, 상기 전력 전송 중단 패킷(End Power Transfer Packet)(2900)은, 전력 전송 중단 패킷의 요청 정보 및 슬롯 정보를 포함할 수 있다. 상기 EPT 패킷의 요청 정보는 충전 완료(charging complete) 정보, 소프트 웨어 또는 logic오류를 나타내는 내부 오류(internal fault) 정보, 과열(over-temperature) 정보, 과 전압(over voltage) 정보, 과 전류(over current) 정보, 배터리 불량을 나타내는 배터리 실패(battery failure) 정보, 재설정(reconfigure) 요청 정보, 제어 정보 패킷 또는 제어 오류 패킷에 대한 응답이 없음을 나타내는 무응답(no response) 정보, 재협상(renegotiate) 요청 정보, 알려지지 않은 오류(Unknown) 정보 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 슬롯 정보는, 상기 무선 전력 수신장치가 할당 받은 슬롯의 숫자 정보를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 27, the End
도 28를 참조하면, 상기 충전 상태 패킷(3000)은, 충전 상태 정보 및 슬롯 정보를 포함할 수 있다. 상기 충전 상태 정보는, 현재 무선 전력 수신장치의 충전량 정보일 수 있다. 예를 들어, 상기 충전 상태 정보는 충전 퍼센티지 정보일 수 있다. 상기 슬롯 정보는, 상기 무선 전력 수신장치가 할당받은, 슬롯의 숫자 정보를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 28, the
상기 소유 데이터 패킷들은 추가적으로 무선 전력 수신장치에서 생성된 데이터 패킷들로, 예를 들어, 무선 전력 수신장치의 제조 회사 정보 등이 포함될 수 있다. The proprietary data packets are additionally data packets generated in the wireless power receiving apparatus, for example, the manufacturer information of the wireless power receiving apparatus, and the like.
한편, 상기 무선 전력 전송장치는 상기 무선 전력 수신장치에게 EPT 패킷 정보에 기초하여, 무선 전력 수신장치를 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 EPT 패킷에 재설정 요청 정보가 포함된 경우, 상기 무선 전력 수신장치는, 전력 전송 상태(2040)에서 설정 상태(2020)로 다시 되돌아 갈 수 있다. The wireless power transmission apparatus may control the wireless power reception apparatus based on the EPT packet information. For example, if the EPT packet includes the reset request information, the wireless power receiving apparatus may return to the setting
이상에서는, 쉐어드 모드에서, 무선 전력 수신장치의 동작 상태에 대하여 설명하였다.
The operation states of the wireless power receiving apparatus in the shared mode have been described above.
이하에서는, 쉐어드 모드에서, 무선 전력 전송장치와 무선 전력 수신장치가 할당된 슬롯을 이용하여 통신을 수행하는 방법에 대하여 도면과 함께 보다 구체적으로 살펴본다. 도 29, 도 30a, 도 30b는 쉐어드 모드에서, 무선 전력 전송장치 및 무선 전력 수신장치가 할당된 슬롯의 위치를 카운팅하는 방법을 도시하였다. Hereinafter, a method of performing communication using the slots allocated to the wireless power transmission apparatus and the wireless power reception apparatus in the shared mode will be described in more detail with reference to the drawings. FIGS. 29, 30A and 30B show a method of counting the positions of the slots to which the wireless power transmission apparatus and the wireless power reception apparatus are allocated in the shared mode.
무선 전력 수신장치는, 무선 전력 전송장치로부터, 무선 전력 신호를 수신할 수 있다. 이때, 상기 무선 전력 수신장치는, 상기 무선 전력 신호의 수신에 기초하여, 선택상태(2000)에 진입할 수 있다. The wireless power receiving apparatus can receive the wireless power signal from the wireless power transmission apparatus. At this time, the wireless power receiving apparatus can enter the selected state (2000) based on the reception of the wireless power signal.
상기 선택상태(2000)에서, 상기 무선 전력 수신장치는, 상기 무선 전력 신호 안에 FSK 신호의 존재 여부를 감지할 수 있다. 만일, 상기 FSK 신호가 존재하지 않으면, 상기 무선 전력 수신장치는, 익스클루시브 모드로 동작하고, 종래의 일대일 통신 방식으로 무선 전력 전송장치와 통신을 수행할 수 있다. 이와 달리, 상기 FSK 신호가 존재하는 경우, 상기 무선 전력 수신장치는, 쉐어드 모드로 동작하고, 도입상태(2010)에 진입할 수 있다. In the selected
상기 도입상태(2010)에서, 상기 무선 전력 수신장치는, 복수의 슬롯 중 어느 하나의 슬롯을 선택하여, 상기 무선 전력 전송장치에 특정 정보를 전송할 수 있다. 여기에서, 상기 특정 정보는 상기 정보는 미리 설정된 정보로, 제어 정보(CI) 패킷, 신호 강도(SS, Signal strength) 패킷, 슬롯 넘버 패킷 중 적어도 하나가 될 수 있다. 예를 들어, 상기 정보는 제어 정보 패킷일 수 있다. In the
이때, 상기 복수의 슬롯들은, 시간 순서에 따라 순차적으로 무선 전력 수신장치에 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 슬롯 중 어느 하나의 슬롯이 제공되는 상태에서, 시간이 경과되면, 상기 복수의 슬롯 중 다른 하나의 슬롯이 제공될 수 있다. At this time, the plurality of slots may be sequentially provided to the wireless power receiving apparatus according to a time sequence. For example, in a state where any one of the plurality of slots is provided, another slot of the plurality of slots may be provided when time elapses.
또한, 상기 무선 전력 수신장치는, 상기 순차적으로 제공되는 복수의 슬롯 중 어느 하나의 슬롯을 무작위로 선택할 수 있다. Also, the wireless power receiving apparatus may randomly select any one of a plurality of slots sequentially provided.
한편, 상기 무선 전력 전송장치의 전력 송신 제어부(112)는 복수의 슬롯 중 어느 하나의 슬롯 내에서, 무선 전력 수신장치로부터 상기 특정 정보가 수신되면, 상기 어느 하나의 슬롯이 이용 가능한지 여부를 판단할 수 있다. 이때, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 어느 하나의 슬롯이 이용 가능한 경우, 상기 어느 하나의 슬롯을 무선 전력 수신장치에 할당할 수 있다. 이와 달리, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 어느 하나의 슬롯이 이용 가능하지 않은 경우, 상기 어느 하나의 슬롯을 무선 전력 수신장치에 할당하지 않을 수 있다. Meanwhile, when the specific information is received from the wireless power receiving apparatus in any slot among the plurality of slots, the power
여기에서, 상기 무선 전력 수신장치에 슬롯을 할당하는 것은, 상기 할당된 슬롯 내에서 상기 무선 전력 수신장치로부터 전송된 정보만을 상기 무선 전력 전송장치가 수신하도록 설정하는 것을 의미할 수 있다. 즉, 상기 할당된 슬롯 내에서는, 상기 슬롯을 할당 받은 무선 전력 수신장치의 특정 정보만을 수신할 뿐, 상기 무선 전력 수신장치 이외에 다른 무선 전력 수신장치로부터 전송되는 특정 정보의 수신이 제한될 수 있다.Here, allocating a slot to the wireless power receiving apparatus may mean setting only the information transmitted from the wireless power receiving apparatus in the allocated slot to be received by the wireless power transmitting apparatus. That is, within the allocated slot, reception of specific information transmitted from another wireless power receiving apparatus other than the wireless power receiving apparatus may be restricted only by receiving only specific information of the wireless power receiving apparatus to which the slot is allocated.
상기 어느 하나의 슬롯이 이용 가능한 경우는, 상기 어느 하나의 슬롯 내에서 상기 무선 전력 수신장치의 제어 정보의 전송 전, 상기 무선 전력 수신장치와 다른 무선 전력 수신장치에 상기 어느 하나의 슬롯이 할당되지 않은 경우일 수 있다. If any one of the slots is available, any one of the slots is allocated to the other wireless power receiving apparatuses other than the wireless power receiving apparatus before the control information of the wireless power receiving apparatus is transmitted in any one of the slots . ≪ / RTI >
상기 어느 하나의 슬롯이 이용 가능하지 않은 경우는, 상기 어느 하나의 슬롯 내에서, 상기 무선 전력 수신장치의 제어 정보의 전송 전, 상기 무선 전력 수신장치와 다른 무선 전력 수신장치에 이미 상기 어느 하나의 슬롯이 할당되었거나, 상기 무선 전력 수신장치와 다른 무선 전력 수신장치의 제어 정보를 상기 어느 하나의 슬롯 내에서, 함께 수신한 경우일 수 있다. And when any one of the slots is not available, it is preferable that, in any one of the slots, before the transmission of the control information of the wireless power receiving apparatus, A slot may be assigned or control information of a wireless power receiving apparatus other than the wireless power receiving apparatus may be received together in any one of the slots.
상기 슬롯이 할당된 후, 상기 전력 송신 제어부(112)는, 상기 할당된 슬롯을 통하여, 무선 전력 수신장치와 통신을 수행할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 전력 송신 제어부(112)는, 상기 할당된 슬롯 내에서, 상기 무선 전력 수신장치로부터 특정 정보를 수신할 수 있다. After the slot is allocated, the power
또한, 상기 전력 송신 제어부(112)는, 상기 슬롯의 할당 후, 상기 무선 전력 수신장치에 상기 복수의 슬롯 중 적어도 일부의 슬롯을 잠금 슬롯들로 제공할 수 있다. In addition, the power
상기 잠금 슬롯들은 상기 무선 전력 수신장치의 설정상태(2020) 및 교섭상태(2030)의 진행을 위하여, 일시적으로 제공되는 슬롯들로, 상기 무선 전력 수신장치는, 상기 잠금 슬롯들을 이용하여, 설정상태(2020) 및 교섭상태(2030)를 진행할 수 있다. 이때, 상기 잠금 슬롯들은, 상기 설정상태(2020) 및 교섭상태(2030)의 진행이 종료되면, 상기 무선 전력 수신장치에 더 이상 제공되지 않을 수 있다. The lock slots are slots temporarily provided for the proceeding of the
이때, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 설정상태(2020) 및 교섭상태(2030)의 진행 전, 상기 할당된 슬롯의 슬롯 정보를 저장(reserve)할 수 있다. 즉, 상기 전력 송신 제어부(112)는 상기 도입상태(2010)에서, 상기 복수의 슬롯 중 어느 하나의 슬롯이 상기 무선전력 수신장치에 할당된 후, 상기 어느 하나의 슬롯의 슬롯 정보를 저장할 수 있다. At this time, the power
상기 슬롯 정보는 슬롯의 위치 정보, 슬롯 고유의 식별 정보, 슬롯의 상태 정보 등 상기 슬롯과 관련된 정보일 수 있다. The slot information may be information related to the slot, such as slot location information, slot unique identification information, and slot state information.
상기 슬롯의 위치 정보는, 상기 복수의 슬롯으로 구성된 프레임에서, 상기 프레임의 시작을 나타내는 프레임 싱크를 기준으로 각 슬롯까지의 거리를 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 슬롯이 9개 구비되는 경우, 각각의 슬롯은, 상기 프레임 싱크를 기준으로 가장 가까운 거리부터 1부터 9까지의 거리를 가질 수 있다. 여기에서, 상기 프레임 싱크는, 상기 복수의 슬롯으로 구성된 프레임의 가장 앞쪽에 위치한 싱크 패턴을 의미할 수 있다. The position information of the slot may mean a distance to each slot based on a frame sync indicating the start of the frame in the frame composed of the plurality of slots. For example, if there are nine slots, each slot may have a distance of 1 to 9 from the nearest distance based on the frame sync. Here, the frame sync may mean a sync pattern located at the forefront of a frame composed of the plurality of slots.
상기 슬롯 고유의 식별 정보는, 복수의 슬롯들 각각을 구별할 수 있는 식별 정보를 의미할 수 있다. 예를 들어, 각 슬롯들은 서로 다른 고유의 ID 정보를 가질 수 있다. The slot-specific identification information may mean identification information capable of distinguishing each of the plurality of slots. For example, each slot may have different unique ID information.
상기 슬롯의 상태 정보는, 슬롯의 할당 여부, 슬롯의 잠김 여부 등 슬롯의 통신 상태와 관련된 정보일 수 있다. The state information of the slot may be information related to the communication state of the slot, such as whether the slot is allocated or the slot is locked.
또한, 상기 무선 전력 수신장치도, 상기 복수의 슬롯 중 어느 하나의 슬롯이 할당되면, 상기 어느 하나의 슬롯의 슬롯 정보를 저장할 수 있다. 이때, 상기 무선 전력 수신장치는 설정상태(2020)에 진입하기 전, 상기 어느 하나의 슬롯의 슬롯 정보를 저장할 수 있다. 다시 말하면, 상기 무선 전력 수신장치는, 도입상태(2010)에서 상기 어느 하나의 슬롯의 슬롯 정보를 저장할 수 있다.The wireless power receiving apparatus may also store slot information of any one of the plurality of slots when the slot is allocated. At this time, the wireless power receiving apparatus may store slot information of any one of the slots before entering the setting
한편, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 어느 하나의 슬롯의 슬롯 정보를 저장하기 위하여, 상기 어느 하나의 슬롯의 슬롯 정보를 산출할 수 있다. 예를 들어, 상기 슬롯 정보가 슬롯의 위치 정보인 경우, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 슬롯의 위치 정보를 산출할 수 있다. Meanwhile, the power
보다 구체적으로, 상기 무선 전력 수신장치의 전력 수신 제어부(292)는 상기 무선 전력 전송장치에 전송한 제어 정보에 대한 응답으로, 상기 무선 전력 전송장치로부터 ACK 신호를 수신할 수 있다. 이 경우, 상기 전력 수신 제어부(292)는 제어 정보를 전송한 어느 하나의 슬롯이 할당되었다고 판단할 수 있다. More specifically, the power
상기 ACK 신호의 전송 후, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 어느 하나의 슬롯의 위치 정보를 저장하기 위하여, 상기 어느 하나의 슬롯의 위치를 결정할 수 있다. After transmitting the ACK signal, the
이때, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 어느 하나의 슬롯의 위치를 다양한 방법을 통하여 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 전력 수신 제어부(292)는 i)상기 무선 전력 전송장치로부터 상기 할당된 슬롯의 식별 정보(ID, identification information)를 수신하는 방법, ii)상기 할당된 슬롯의 위치를 직접 계산하는 방법등을 통하여, 상기 어느 하나의 슬롯의 위치를 결정할 수 있다. At this time, the
상기 무선 전력 전송장치로부터 상기 할당된 슬롯의 슬롯 정보를 수신하는 방법은, 상기 무선 전력 전송장치가 별도의 패킷으로, 슬롯 정보를 상기 무선 전력 수신장치에 제공하는 방법이다. 이 경우, 상기 무선 전력 전송장치는, 도입 상태(2010)에서, 상기 무선 전력 수신장치에게 ACK 신호 내에 슬롯 정보를 포함하여 전송하거나, 슬롯 정보를 포함하는 별도의 식별 패킷을 상기 무선 전력 수신장치에게 추가적으로 전송할 수 있다. The method of receiving slot information of the allocated slot from the wireless power transmission apparatus is a method in which the wireless power transmission apparatus supplies slot information to the wireless power reception apparatus in a separate packet. In this case, in the
상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 무선 전력 전송장치로부터 상기 할당된 슬롯의 슬롯 정보를 수신하면, 상기 슬롯 정보에 기초하여, 상기 슬롯의 위치를 판단할 수 있다. 예를 들어, 상기 슬롯 정보 상에 상기 슬롯이 3번째 슬롯임을 나타내는 정보가 포함된 경우, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 슬롯의 위치가 복수의 슬롯들 중 3번째 위치함을 판단할 수 있다. When receiving the slot information of the allocated slot from the wireless power transmission apparatus, the power
또한, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 슬롯의 위치 정보에 기초하여, 상기 무선 전력 전송장치에게 제어 정보를 전송할 시간을 계산할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 전력 수신 제어부(292)는 각 슬롯들의 시간 간격 및 상기 슬롯의 위치 정보에 근거하여, 상기 제어 정보의 전송 시점을 결정할 수 있다. 이때, 상기 전력 수신 제어부(292)는 추가적으로, 복수의 슬롯의 시작을 나타내는 프레임 싱크의 시간 간격 및 측정 슬롯의 시간 간격을 디폴트(default) 값으로 함께 고려하여, 상기 제어 정보의 전송 시점을 결정할 수 있다. Also, the
예를 들어, 상기 전력 수신 제어부(292)는, 상기 슬롯이 3번째 슬롯이고, 각 슬롯의 시간 간격이 100ms이며, 상기 디폴트 값이 100ms인 경우, 상기 제어 정보의 전송 시점을, 400ms부터 500ms 사이로 결정할 수 있다. For example, when the slot is the third slot, the time interval of each slot is 100 ms, and the default value is 100 ms, the power
이를 통하여, 상기 무선 전력 전송장치 및 무선 전력 수신장치는, 각각 상기 무선 전력 수신장치에 할당된 슬롯의 위치를 파악하고, 상기 할당된 슬롯을 이용하여 통신을 수행할 수 있다. The wireless power transmission apparatus and the wireless power reception apparatus can respectively determine the positions of the slots allocated to the wireless power reception apparatuses and perform communication using the allocated slots.
이하에서는, 무선 전력 전송장치로부터 슬롯 정보를 수신하지 않는 경우, 상기 전력 수신 제어부(292)가 직접 상기 슬롯의 위치를 계산하는 방법에 대하여 도면과 함께 보다 구체적으로 살펴본다. Hereinafter, a method of calculating the position of the slot directly by the power
우선, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 복수의 슬롯 중 어느 하나의 슬롯을 이용하여, 상기 무선 전력 전송장치에게 특정 정보(예를 들어, 제어 정보(CI))를 전송할 수 있다. 이때, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 특정 정보에 대한 응답으로, 상기 무선 전력 전송장치로부터 ACK 신호를 수신할 수 있다. 이 경우, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 어느 하나의 슬롯을 할당받을 수 있다. 즉, 상기 무선 전력 전송장치는, 상기 어느 하나의 슬롯을 상기 무선 전력 수신장치에 할당할 수 있다. 예를 들어, 도 29를 참조하면, 상기 무선 전력 수신장치는, 복수의 슬롯 중 어느 하나의 슬롯(2400)을 할당받을 수 있다. First, the power
상기 ACK 신호가 수신된 후, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 어느 하나의 슬롯의 위치를 결정할 수 있다. After the ACK signal is received, the
보다 구체적으로, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 어느 하나의 슬롯의 위치를 결정하기 위하여, 상기 어느 하나의 슬롯 이후에 위치한 나머지 슬롯들을 카운팅할 수 있다. More specifically, the
상기 나머지 슬롯들은, 상기 어느 하나의 슬롯 이후에 위치한 슬롯들일 수 있다. 즉, 상기 나머지 슬롯들은, 프레임을 구성하는 복수의 슬롯의 가장 앞에 위치한 프레임 싱크를 기준으로, 상기 어느 하나의 슬롯보다 먼 거리에 위치한 슬롯들일 수 있다. The remaining slots may be slots located after any one of the slots. That is, the remaining slots may be located at distances from any one of the plurality of slots of the frame, based on a frame sync positioned at the front of the slots.
예를 들어, 도 29을 참조하면, 상기 나머지 슬롯들은, 복수의 슬롯들 중, 상기 어느 하나의 슬롯(2400) 이후에 위치한 슬롯들(slot #2, slot #3, slot #4, slot #5, slot #6, slot #7, slot #8, slot #9)일 수 있다.For example, referring to FIG. 29, the remaining slots are slots (
상기 나머지 슬롯들은, 다양한 방식으로 카운팅 될 수 있다. 예를 들어, 상기 전력 수신 제어부(292)는 i)슬롯 싱크를 이용하는 방법 및 ii)슬롯의 시간 간격을 이용한 방법 중 적어도 하나의 방법으로 상기 나머지 슬롯들을 카운팅할 수 있다. The remaining slots may be counted in various ways. For example, the power
상기 전력 수신 제어부(292)는, 상기 프레임 싱크를 기준으로, 나머지 슬롯들을 카운팅할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 전력 수신 제어부(292)는, 상기 ACK 신호의 수신 시점 이후부터, 상기 ACK 신호를 수신한 시점부터, 상기 프레임 싱크를 수신한 이전 시점까지 상기 무선 전력 전송장치로부터 전송된 슬롯 싱크들을 이용하여, 나머지 슬롯들을 카운팅(counting) 할 수 있다. The
예를 들어, 도 29를 참조하면, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 ACK 신호를 수신한 시점 이후부터, 상기 프레임 싱크를 수신한 시점 이전까지, 상기 무선 전력 전송장치로부터 슬롯 싱크들(2410, 2420, 2430, 2440, 2450, 2460, 2470, 2480)을 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 ACK 신호를 수신한 시점 이후부터, 상기 프레임 싱크를 수신한 시점 이전까지, 상기 무선 전력 전송장치로부터 수신된 슬롯 싱크들(2410, 2420, 2430, 2440, 2450, 2460, 2470, 2480)의 수는 8개일 수 있다. 29, the power
이 경우, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 슬롯 싱크의 수를 나머지 슬롯들의 수로 판단할 수 있다. 예를 들어, 상기 전력 수신 제어부(292)는, 상기 슬롯 싱크의 수가 8개인 경우, 나머지 슬롯들을 8개로 판단할 수 있다. In this case, the
그 후, 상기 전력 수신 제어부(292)는 복수의 슬롯의 수에서, 상기 나머지 슬롯의 수를 제외하여, 할당된 슬롯의 위치를 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 전력 수신 제어부(292)는, 상기 복수의 슬롯이 9개이고, 나머지 슬롯이 8개인 경우, 상기 할당된 슬롯을 1번째 슬롯으로 결정할 수 있다. Then, the power
그리고, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 슬롯의 위치 정보를 이용하여, 상기 슬롯 내에 전송될 제어 정보의 전송 시점을 결정할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 전력 수신 제어부(292)는 기 설정된 디폴트 값과 각 슬롯의 시간 간격에 기초하여, 상기 제어 정보의 전송 시점을 결정할 수 있다. 상기 기 설정된 디폴트 값은, 복수의 슬롯의 가장 앞쪽에 위치하여, 복수의 슬롯과 별개로 존재하는 슬롯들(예를 들어, 프레임 싱크 및 측정 슬롯)로, 기 설정된 시간 간격을 가질 수 있다.The
예를 들어, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 디폴트 값이 100ms이고, 각 슬롯의 시간 간격이 100ms인 경우, 상기 제어 정보의 전송 시점을 200ms에서, 300ms 사이로 결정할 수 있다. For example, when the default value is 100 ms and the time interval of each slot is 100 ms, the power
또 다른 예로, 도 30a를 참조하면, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 ACK 신호를 수신한 시점 이후부터, 상기 프레임 싱크를 수신한 시점 이전까지의 경과 시간을 이용하여, 상기 나머지 슬롯들을 카운팅할 수 있다. 30A, the power
보다 구체적으로, 상기 전력 수신 제어부(292)는, 상기 ACK 신호가 수신되면, 상기 ACK 신호를 수신한 시점 이후부터, 상기 프레임 싱크를 수신한 시점 이전까지의 경과 시간을 산출할 수 있다. More specifically, when the ACK signal is received, the power
그 후, 상기 전력 수신 제어부(292)는, 상기 경과 시간 및 각 슬롯의 시간 간격에 기초하여, 나머지 슬롯들을 카운팅할 수 있다. 예를 들어, 도 30a를 참조하면, 상기 경과 시간이 700ms이고, 각 슬롯의 시간 간격이 100ms인 경우, 나머지 슬롯들은 7개로 카운팅될 수 있다. Thereafter, the power
만일, 프레임 상에 슬롯 싱크가 포함된 경우, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 슬롯 싱크의 시간 간격을 고려하여, 상기 나머지 슬롯들의 수를 카운팅할 수 있다. 예를 들어, 상기 경과 시간이 700ms이고, 각 슬롯의 시간 간격이 50ms이며, 상기 슬롯 싱크의 시간 간격이 50ms인 경우, 나머지 슬롯들은, 7개로 카운팅 될 수 있다. 즉, 상기 나머지 슬롯들을 카운팅 하는 방법은, 슬롯 싱크의 존재 여부와 무관하게 적용될 수 있다. If a slot sync is included in the frame, the
그 후, 상기 전력 수신 제어부(292)는, 상기 나머지 슬롯들의 수로 상기 어느 하나의 슬롯의 위치를 결정할 수 있다. 예를 들어, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 복수의 슬롯들이 8개인 경우, 상기 어느 하나의 슬롯을 1번째 위치의 슬롯으로 결정할 수 있다.Then, the power
또한, 상기 전력 수신 제어부(292)는, 상기 어느 하나의 슬롯의 위치 정보에 기초하여, 상기 무선 전력 전송장치에 전송될 제어 정보의 전송 시점을 결정할 수 있다. 이때, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 복수의 슬롯과 별개로 프레임 상에 구비된 슬롯들(예를 들어, 프레임 싱크 및 측정 슬롯)의 시간 간격을 디폴트 값으로 설정하여, 상기 제어 정보 전송 시점을 결정할 수 있다. Also, the
예를 들어, 상기 복수의 슬롯이 1000ms의 시간 간격을 갖고, 상기 경과 시간이 700ms이며, 상기 디폴트 값이 100ms 경우, 상기 전력 수신 제어부(292)는 상기 제어 정보의 수신 시점을 200ms에서 300ms 사이로 결정할 수 있다. For example, when the plurality of slots have a time interval of 1000 ms, the elapsed time is 700 ms, and the default value is 100 ms, the power
한편, 도 30a와 같이, 복수의 슬롯으로 구성된 프레임이 슬롯 싱크를 구비하지 않은 경우, 상기 프레임 싱크는, 상기 복수의 슬롯들의 할당 여부에 관련된 할당 정보를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 프레임 싱크는, 할당된 슬롯을 ‘0’, 할당되지 않은 슬롯을 ‘1’로 나타낼 수 있다. On the other hand, if a frame composed of a plurality of slots does not include a slot sink, as shown in FIG. 30A, the frame sync may include allocation information related to allocation of the plurality of slots. For example, the frame sync may indicate an allocated slot as '0' and an unassigned slot as '1'.
즉, 도 30b에 도시된 바와 같이, 상기 프레임 싱큰,ㄴ 8개의 슬롯들 중, 1번째 위치한 슬롯만 할당된 상태이고, 나머지 슬롯들은 할당되지 않은 상태를 나타낼 수 있다. That is, as shown in FIG. 30B, only the first located slot among the frame sine and the eight slots is allocated, and the remaining slots are not allocated.
이를 통하여, 본 발명은, 하나 또는 그 이상의 무선 전력 수신장치와 통신을 수행하는 무선 전력 전송장치에 있어서, 하나 또는 그 이상의 무선 전력 수신장치 간의 충돌 발생을 감소시킬 수 있다. Thereby, the present invention can reduce the occurrence of a collision between one or more wireless power receiving apparatuses in a wireless power transmission apparatus that performs communication with one or more wireless power receiving apparatuses.
이상 개시된 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 무선 전력 전송장치의 구성은 무선 충전기에만 적용 가능한 경우를 제외하면, 도킹 스테이션(docking station), 단말기 크래들 장치(cradle device), 기타 전자 장치 등과 같은 장치에도 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.The configuration of the wireless power transmission apparatus according to the embodiments disclosed herein may be applied to devices such as a docking station, a cradle device, and other electronic devices, May be readily apparent to those skilled in the art.
본 발명의 범위는 본 명세서에 개시된 실시 예들로 한정되지 아니하고, 본 발명은 본 발명의 사상 및 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있다.The scope of the present invention is not limited to the embodiments disclosed in this specification, and the present invention can be modified, changed, or improved in various forms within the scope of the present invention and the claims.
Claims (20)
쉐어드 모드의 도입 상태에서, 상기 복수의 슬롯을 포함하는 프레임 내의 슬롯 내에서, 상기 무선전력 전송장치에 제어 정보(control information)를 전송하는 단계 - 상기 복수의 슬롯은 자유 슬롯을 포함하고, 상기 제어 정보가 전송되는 슬롯은 상기 무선 전력 수신장치에 의해 선택되는 상기 자유 슬롯이고 상기 무선전력 전송장치로부터 ACK에 의해 상기 무선전력 수신장치에 할당됨 -;
상기 제어 정보에 대한 응답으로, 상기 무선전력 전송장치로부터 ACK 신호를 수신하는 단계;
상기 ACK 신호가 수신되면, 상기 복수의 슬롯 중 상기 할당된 슬롯의 위치를 결정하는 단계 - 상기 할당된 슬롯의 위치는 싱크 패턴을 이용하여 결정되며, 상기 싱크 패턴이 상기 무선 전력 수신장치로 수신될 때까지 상기 프레임 내의 하나 이상의 나머지 슬롯들을 카운팅하여 결정됨 -; 및
모든 후속하는 프레임에서 상기 할당된 슬롯을 이용하여, 상기 무선 전력 수신장치의 동작 상태와 무관하게 제어 정보를 상기 무선전력 전송장치로 전송하는 단계를 포함하는 무선전력 수신장치의 통신방법. A communication method of a wireless power receiving apparatus for performing communication with a wireless power transmission apparatus using a plurality of slots,
Transmitting control information to the wireless power transmission apparatus in a slot in a frame including the plurality of slots in an introduction state of the shared mode, the plurality of slots including a free slot, The slot through which the control information is transmitted is the free slot selected by the wireless power receiving device and is assigned to the wireless power receiving device by an ACK from the wireless power transmitting device;
Receiving, in response to the control information, an ACK signal from the wireless power transmission device;
Determining a position of the allocated slot among the plurality of slots when the ACK signal is received, the position of the allocated slot is determined using a sync pattern, and the sync pattern is received by the wireless power receiving apparatus By counting one or more remaining slots in the frame; And
And transmitting control information to the wireless power transmission apparatus using the allocated slot in all subsequent frames regardless of the operating state of the wireless power reception apparatus.
상기 싱크 패턴은,
상기 복수의 슬롯에 연계된 것을 특징으로 하는 무선전력 수신장치의 통신방법.The method according to claim 1,
The above-
Wherein the plurality of slots are associated with the plurality of slots.
상기 싱크 패턴은
상기 무선 전력 전송장치로부터 전송되는 무선 전력 신호인 것을 특징으로 하는 무선전력 수신장치의 통신방법. 3. The method of claim 2,
The sink pattern
Wherein the wireless power transmission device is a wireless power signal transmitted from the wireless power transmission device.
상기 싱크 패턴은,
상기 복수의 슬롯의 시작 위치에 존재하며, 상기 복수의 슬롯의 시작을 나타내는 제1싱크 패턴 및 상기 복수의 슬롯 중 연속하는 두 개의 슬롯들 사이에 존재하며, 상기 연속하는 두 개의 슬롯들과 관련된 정보를 나타내는 제2싱크 패턴을 포함하고,
상기 할당된 슬롯의 위치는,
상기 ACK 신호를 수신한 후부터 상기 무선전력 수신장치에 상기 제1싱크 패턴이 수신되기 전까지, 상기 무선전력 수신장치에 수신된 제2싱크 패턴의 수를 카운팅함으로써, 결정되는 것을 특징으로 하는 무선전력 수신장치의 통신방법. 3. The method of claim 2,
The above-
A first sync pattern existing at a start position of the plurality of slots and indicating a start of the plurality of slots and a second sync pattern existing between two consecutive slots of the plurality of slots, And a second sync pattern indicating a second sync pattern,
The location of the allocated slot may be determined,
By counting the number of second sync patterns received by the wireless power receiving apparatus until the first sync pattern is received from the wireless power receiving apparatus after receiving the ACK signal. A method of communicating a device.
상기 복수의 슬롯에는, 상기 복수의 슬롯의 시작 위치에 존재하며, 상기 복수의 슬롯의 시작을 알리는 싱크 패턴이 포함되고,
상기 할당된 슬롯의 위치는,
상기 ACK 신호를 수신한 시점 이후부터, 상기 싱크 패턴을 수신한 시점 이전까지의 시간 간격을 이용하여 카운팅되는 것을 특징으로 하는 무선전력 수신장치의 통신방법.The method according to claim 1,
Wherein the plurality of slots include a sync pattern present at a start position of the plurality of slots and indicating the start of the plurality of slots,
The location of the allocated slot may be determined by:
Wherein the ACK signal is counted using a time interval from a time point when the ACK signal is received to a time point before the reception of the sync pattern.
상기 복수의 슬롯을 구성하는 각각의 슬롯들은, 동일한 시간 간격을 가지는 것을 특징으로 하는 무선전력 수신장치의 통신방법.6. The method of claim 5,
Wherein each slot constituting the plurality of slots has the same time interval.
상기 무선전력 전송장치와 통신을 수행하는 단계에서는,
상기 할당된 슬롯의 위치에 기초하여, 상기 싱크 패턴을 수신한 시점 이후부터 상기 할당된 슬롯이 제공되는 시점 이전까지의 시간 간격을 계산하여 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 무선전력 수신장치의 통신방법. 6. The method of claim 5,
In the step of performing communication with the wireless power transmission apparatus,
And calculates a time interval from a point of time when the sink pattern is received to a point of time before the allocated slot is provided based on the position of the allocated slot to perform communication .
상기 싱크 패턴은,
상기 복수의 슬롯 각각이 무선전력 수신장치에 할당 여부를 나타내는 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전력 수신장치의 통신방법. 6. The method according to any one of claims 2 and 5,
The above-
Wherein each of the plurality of slots includes information indicating whether each of the plurality of slots is allocated to a wireless power receiving apparatus.
상기 무선전력 전송장치와 통신을 수행하는 단계에서는,
상기 결정된 위치에 근거하여, 상기 복수의 슬롯 중 상기 할당된 슬롯 내에서만, 상기 무선전력 전송장치에게 상기 제어 정보가 전송되는 것을 특징으로 하는 무선전력 수신장치의 통신방법. The method according to claim 1,
In the step of performing communication with the wireless power transmission apparatus,
And the control information is transmitted to the wireless power transmission apparatus only in the allocated slot among the plurality of slots based on the determined position.
상기 무선전력 전송장치와 통신을 수행하는 단계에서는
상기 복수의 슬롯 중 상기 할당된 슬롯 이외에 나머지 슬롯들 내에서, 상기 무선전력 전송장치에게 상기 제어 정보의 전송이 제한되는 것을 특징으로 하는 무선 전력 수신장치의 통신방법. The method according to claim 1,
In the step of performing communication with the wireless power transmission apparatus
Wherein the transmission of the control information to the wireless power transmission apparatus is restricted in remaining slots other than the allocated slot among the plurality of slots.
쉐어드 모드의 도입 상태에서, 복수의 슬롯을 포함하는 프레임 내의 슬롯 내에서, 상기 무선전력 수신장치로부터, 제어 정보를 수신하는 단계 - 상기 복수의 슬롯은 자유 슬롯을 포함하고, 상기 제어 정보가 전송되는 슬롯은 상기 무선 전력 수신장치에 의해 선택되는 상기 자유 슬롯이고 상기 무선전력 전송장치로부터 ACK에 의해 상기 무선전력 수신장치에 할당됨 -;
상기 제어 정보에 응답하여, 상기 무선전력 수신장치에 ACK 신호를 전송하는 단계;
상기 무선전력 수신장치와 통신을 수행하도록 상기 선택된 슬롯을 상기 무선전력 수신장치에 할당하는 단계 - 상기 슬롯이 할당되면, 상기 슬롯의 슬롯 정보를 저장하며, 싱크 패턴이 상기 무선 전력 수신장치로 수신될 때까지 상기 프레임 내의 하나 이상의 나머지 슬롯들은 상기 무선 전력 수신 장치에 의해 카운팅됨 -; 및
모든 후속하는 프레임에서 상기 할당된 슬롯을 이용하여, 상기 무선 전력 수신장치의 동작 상태와 무관하게 제어 정보를 상기 무선전력 수신장치로부터 수신하는 단계를 포함하는 무선전력 전송장치의 통신방법.A communication method of a wireless power transmission apparatus performing communication with a wireless power reception apparatus using a plurality of slots,
Receiving control information from the wireless power receiving apparatus in a slot in a frame including a plurality of slots, wherein the plurality of slots include free slots, and wherein the control information is transmitted Slot being the free slot selected by the wireless power receiving device and being assigned to the wireless power receiving device by an ACK from the wireless power transmitting device;
Transmitting an ACK signal to the wireless power receiving apparatus in response to the control information;
Allocating the selected slot to the wireless power receiving apparatus to perform communication with the wireless power receiving apparatus, storing slot information of the slot when the slot is allocated, receiving a sink pattern in the wireless power receiving apparatus At least one remaining slots in the frame being counted by the wireless power receiving device; And
Receiving control information from the wireless power receiving apparatus using the allocated slot in all subsequent frames regardless of the operating state of the wireless power receiving apparatus.
상기 할당된 슬롯의 슬롯 정보는,
상기 복수의 슬롯 내에서, 상기 할당된 슬롯의 위치 정보인 것을 특징으로 하는 무선전력 전송장치의 통신방법. 12. The method of claim 11,
The slot information of the allocated slot may include a slot number,
And the position information of the allocated slot in the plurality of slots.
상기 복수의 슬롯의 가장 앞쪽에는, 싱크 패턴이 위치하며,
상기 할당된 슬롯의 위치는,
상기 싱크 패턴의 위치를 기준으로 각 슬롯의 거리인 것을 특징으로 하는 무선전력 전송장치의 통신방법. 12. The method of claim 11,
A sync pattern is located at the front of the plurality of slots,
The location of the allocated slot may be determined by:
And the distance between each of the slots is based on the position of the sync pattern.
상기 제어 정보는,
제어 오차값 정보 및 전력량 정보 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선전력 전송장치의 통신방법.12. The method of claim 11,
The control information includes:
A control error value information, and a power amount information.
상기 무선전력 수신장치와 통신을 수행하는 단계에서는,
상기 복수의 슬롯 중 상기 할당된 슬롯 이외에 나머지 슬롯들 내에서, 상기 제어 정보의 수신을 제한하는 것을 특징으로 하는 무선전력 전송장치의 통신방법. 12. The method of claim 11,
In the step of performing communication with the wireless power receiving apparatus,
And limits reception of the control information in remaining slots other than the allocated slot among the plurality of slots.
무선전력 전송장치로부터 무선 전력 신호를 수신하는 전력 변환부; 및
상기 무선 전력 신호를 이용하여, 상기 무선전력 전송장치와 통신을 수행하는 전력 수신 제어부를 포함하고,
상기 전력 수신 제어부는,
쉐어드 모드의 도입 상태에서, 상기 복수의 슬롯을 포함하는 중 프레임 내의 슬롯 내에서, 상기 무선전력 전송장치에 제어 정보를 전송하는 단계 - 상기 복수의 슬롯은 자유 슬롯을 포함하고, 상기 제어 정보가 전송되는 슬롯은 상기 무선 전력 수신장치에 의해 선택되는 상기 자유 슬롯이고, 상기 무선전력 전송장치로부터 ACK에 의해 상기 무선전력 수신장치에 할당됨 -;
상기 제어 정보에 대한 응답으로, 상기 무선전력 전송장치로부터 ACK 신호를 수신하는 단계;
상기 ACK 신호가 수신되면, 상기 복수의 슬롯 중 상기 할당된 슬롯의 위치(position)를 결정하는 단계 - 상기 할당된 슬롯의 위치는 싱크 패턴을 이용하여 결정되며, 상기 싱크 패턴이 상기 무선 전력 수신장치로 수신될 때까지 상기 프레임 내의 하나 이상의 나머지 슬롯들을 카운팅하여 결정됨 -; 및
모든 후속하는 프레임에서 상기 할당된 슬롯을 이용하여, 상기 무선 전력 수신장치의 동작 상태와 무관하게 제어 정보를 상기 무선전력 전송장치로 전송하는 단계을 수행하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 무선전력 수신장치. A wireless power receiving apparatus for performing communication with a wireless power transmission apparatus using a plurality of slots,
A power converter for receiving a wireless power signal from the wireless power transmission device; And
And a power receiving control unit for performing communication with the wireless power transmission apparatus using the wireless power signal,
The power-
In a state of introduction of a shared mode, transmitting control information to the wireless power transmission apparatus in a slot in a middle frame including the plurality of slots, the plurality of slots including free slots, The slot to be transmitted is the free slot selected by the wireless power receiving device and is assigned to the wireless power receiving device by an ACK from the wireless power transmitting device;
Receiving, in response to the control information, an ACK signal from the wireless power transmission device;
Determining a position of the allocated slot among the plurality of slots when the ACK signal is received, the position of the allocated slot being determined using a sync pattern, - counting one or more remaining slots in the frame until it is received; And
Performing the step of transmitting control information to the wireless power transmission apparatus by using the allocated slot in all subsequent frames regardless of the operating state of the wireless power reception apparatus .
상기 무선전력 수신장치와 통신을 수행하는 단계에서는,
상기 복수의 슬롯 중 상기 할당된 슬롯 내에서만, 상기 제어 정보를 수신하는 것을 특징으로 하는 무선전력 수신장치.17. The method of claim 16,
In the step of performing communication with the wireless power receiving apparatus,
And receives the control information only in the allocated slot among the plurality of slots.
상기 무선전력 수신장치와 통신을 수행하는 단계에서는,
상기 복수의 슬롯 중 상기 할당된 슬롯을 제외한 나머지 슬롯들 내에서, 상기 제어 정보의 수신을 제한하는 것을 특징으로 하는 무선전력 수신장치. 17. The method of claim 16,
In the step of performing communication with the wireless power receiving apparatus,
And restricts reception of the control information in slots other than the allocated slot among the plurality of slots.
상기 무선전력 수신장치로부터 무선 전력 신호를 수신하는 전력 변환부; 및
상기 무선 전력 신호를 이용하여, 상기 무선 전력 수신장치와 통신을 수행하는 전력 송신 제어부를 포함하고,
상기 전력 송신 제어부는
쉐어드 모드의 도입 상태에서, 복수의 슬롯을 포함하는 프레임 내의 슬롯 내에서, 상기 무선전력 수신장치로부터, 제어 정보를 수신하는 단계 - 상기 복수의 슬롯은 자유 슬롯을 포함하고, 상기 제어 정보가 전송되는 슬롯은 상기 무선 전력 수신장치에 의해 선택되는 상기 자유 슬롯이고 상기 무선전력 전송장치로부터 ACK에 의해 상기 무선전력 수신장치에 할당됨 -;
상기 제어 정보에 응답하여, 상기 무선전력 수신장치에 ACK 신호를 전송하는 단계;
상기 무선전력 수신장치와 통신을 수행하도록 상기 선택된 슬롯을 상기 무선전력 수신장치에 할당하는 단계 - 상기 슬롯이 할당되면, 상기 슬롯의 슬롯 정보를 저장하며, 싱크 패턴이 상기 무선 전력 수신장치로 수신될 때까지 상기 프레임 내의 하나 이상의 나머지 슬롯들은 상기 무선 전력 수신 장치에 의해 카운팅됨 -; 및
모든 후속하는 프레임에서 상기 할당된 슬롯을 이용하여, 상기 무선 전력 수신장치의 동작 상태와 무관하게 제어 정보를 상기 무선전력 수신장치로 전송하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 무선전력 전송장치.A wireless power transmission apparatus for performing communication with a wireless power receiving apparatus using a plurality of slots,
A power converter for receiving a wireless power signal from the wireless power receiver; And
And a power transmission control section for performing communication with the wireless power receiving apparatus using the wireless power signal,
The power transmission control unit
Receiving control information from the wireless power receiving apparatus in a slot in a frame including a plurality of slots, wherein the plurality of slots include free slots, and wherein the control information is transmitted Slot being the free slot selected by the wireless power receiving device and being assigned to the wireless power receiving device by an ACK from the wireless power transmitting device;
Transmitting an ACK signal to the wireless power receiving apparatus in response to the control information;
Allocating the selected slot to the wireless power receiving apparatus to perform communication with the wireless power receiving apparatus, storing slot information of the slot when the slot is allocated, receiving a sink pattern in the wireless power receiving apparatus At least one remaining slots in the frame being counted by the wireless power receiving device; And
And transmitting control information to the wireless power receiving apparatus using the allocated slots in all subsequent frames regardless of the operating state of the wireless power receiving apparatus.
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